封面说明

正大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是全球生物多样性保护的旗舰物种,是我国特有的珍稀野生动物,有"国宝"之称。近年来,随着二代测序技术和生物信息学的发展,挖掘大熊猫基因组与转录组信息成为研究热点,为进一步揭示大熊猫潜在分子机制提供了有效手段。microRNA (miRNA)是一类广泛存在于真核生物、长约22nt的内源性非编码RNA。miRNA通过与靶基因mRNA特异性结合影响基因的表达,进而参与调控多种生物学过程。     

真核生物基因组中的非编码序列

真核生物基因组绝大部分是非编码序列;绝大部分非编码序列以高度重复序列的形式存在,如卫星、小卫星、微卫星、长散布元件、短散布元件等;内含子、３’不译区作为结构基因的一部分被一同转录;ＲＮＡ基因转录具有明确功能的ＲＮＡ分子;顺式作用元件是目前已知的具有重要调控功能的非编码序列;非编码序列的存在与真核生物基因表达调控密切相关;目前非编码序列的研究已引起广泛的科学关注,利用数理方法研究其遗传信息的储存方式     

模式生物与microRNA研究

microRNA（miRNA）是一类内源性、长度在19~25个碱基的小分子非编码RNA,其在基因的转录后调控中发挥重要功能.miRNA的研究在最近得到了快速发展,模式生物在这一过程中起到了重要作用.本文介绍了不同模式生物在miRNA的发现、作用机制和生物学功能研究中的作用.     

长链非编码RNA的生物学功能和研究方法

长链非编码RNA(long-noncoding RNA,lncRNA)是一类长度大于200nt的非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA),不具有编码蛋白质的功能,直接以RNA的形式发挥作用,以诱饵分子、信号分子、引导分子和支架分子的方式在转录水平和转录后水平调节蛋白质编码基因的表达,参与细胞分化和个体发育等生命过程。lncRNA存在普遍的转录现象,但与蛋白质编码基因相比表达水平较低。基因组测序结果显示生物体内仅有少量的编码基因,绝大部分基因以非编码的形式存在于动物和植物体内起调控作用。近年来以miRNA和siRNA为代表的ncRNA的研究已经取得了丰硕的成果,而lncRNA的研究才刚刚开始,但是已经有研究表明lncRNA有广泛的生物学功能,如染色体修饰、X染色体沉默、干扰或激活转录和核内运输等。以转录组测序、微阵列和荧光原位杂交为代表的研究方法也在发展完善。     

长链非编码RNA的功能及其作用机制

近年来,随着高通量深度测序技术的飞速发展,大量长链非编码RNA(lncRNA)在真核生物体内不断被发现。lncRNA是一类长度大于200 nt,生物学功能丰富,高级结构保守的非编码RNA(ncRNA)分子,能直接与蛋白质、微小RNA(microRNA)等分子作用,在表观遗传水平、转录水平、转录后水平上调控靶基因的表达。主要就lncRNA的分类标准、调控基因表达模式及其与蛋白质、miRNA的相互作用进行综述,旨在为更好地理解和研究lncRNA生物学功能提供参考。     

MicroRNAs在动物皮肤和毛发发育中的调控作用

MicroRNAs(miRNAs)是近年来发现的一类由19～25个核苷酸组成的非编码单链小RNA分子,它们通过与靶基因mRNA的3′非编码区相互配对结合,在转录后水平负调控靶基因的表达.miRNA参与了包括细胞增殖、分化和凋亡及免疫系统应答在内的一系列发育调控和生物学过程.最近几年研究发现,miRNA在多种哺乳动物皮肤中均表达,并参与了哺乳动物皮肤及毛发发育的调控过程.本文综述了近几年来miRNA在各种动物皮肤及毛发发育中的表达谱以及miRNA在皮肤形态发生中的重要作用.     

非编码RNA作为ceRNA在人癌症中的功能及机制

非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA),即无编码蛋白质潜力的RNA,包括短非编码RNA,例如微RNA(microRNA, miRNA),长非编码RNA(long coding RNA, lncRNA)和环状RNA(circular RNA, circRNA)等,已被证明可以在RNA水平上调节细胞中多种生理及病理过程。miRNA是约18～22个核苷酸大小的内源性非编码RNA分子,可以通过MRE与靶基因的3′非翻译区(untranslated region,UTR)中的互补序列结合,抑制蛋白质编码基因的表达,并导致mRNA转录物的更新、转换或降解。2011年,Salmena等提出,非编码RNA与具有编码蛋白质能力的RNA(mRNA)之间存在一种被称为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)的相互作用机制假说,即含有miRNA反应元件(MRE)的ncRNA通过与miRNA结合,解除miRNA对靶基因的抑制作用。这一假说对基因表达调控的传统认知进行了补充,在RNA水平上将多种ncRNA的作用补充到经典的miRNA调控mRNA翻译的过程,将其延伸为ceRNA-miRNA-mRNA的网络调控模式。近年来研究发现,ceRNA机制广泛存在于胃癌、结肠癌和膀胱癌等各类癌症中,并且在肿瘤的基因调控及肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移、凋亡、细胞周期等生物过程中发挥作用。本文将介绍ceRNA及其网络的机制与分子基础,并且结合两类非编码RNA——lncRNA及circRNA作为ceRNA分别在人类不同癌症类型中的近期研究进展作一综述,讨论该机制在肿瘤中的角色及作用,以期拓宽对肿瘤发生发展机制的视野,为癌症治疗提供新思路。     

miRNA,lncRNA与心血管疾病

近年来,心血管疾病在我国的发病率和致死率呈逐年上升趋势,已成为威胁我国公众健康的重要疾病之一.尽管长期的研究使人们对心血管疾病有了一定的了解,但是其发病机制尚未完全清楚.非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指转录组中不编码蛋白的功能性RNA分子,包括微小RNA(microRNA,miRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等.miRNA是一类在进化上高度保守,具有转录后调节活性的单链非编码小分子RNA.而lncRNA是一类转录本长度超过200个核苷酸的功能性非编码RNA分子.研究表明,这些功能性ncRNA不但在细胞增殖、分化和衰老过程中发挥着重要作用,还参与了癌症、神经退行性疾病和心血管疾病等疾病的病理进程.本文将着重概述miRNA和lncRNA在心血管疾病中的作用及其最新研究进展.     

长非编码RNA与肿瘤

长非编码RNA的广泛存在,在改变人们对分子生物学认知的同时,也改变了对肿瘤等疾病发生机制的看法。肿瘤全基因组突变测序分析发现,非编码区域的突变比遗传密码子区域的突变更能影响疾病的发生。因为长非编码RNA发挥着精准的调控功能,它们可与各种调控因子相互作用,促进肿瘤等疾病的发生,因此,长非编码RNA可作为临床诊断的标志物和治疗靶点。现将从基因的表达与调控的角度出发,介绍长非编码RNA影响肿瘤发生发展的分子机制。     

microRNA的功能及其临床应用

microRNA(miRNA)是一类长度为19~25个核苷酸的非常保守的非编码小RNA分子,在真核生物体内通过与m RNA的3'非翻译区序列不完全互补结合促使m RNA降解或抑制翻译,从而在转录后水平调控基因表达。miRNA在生物体内参与了细胞增殖与凋亡、生长发育、代谢活化、DNA修复等一系列生物学过程,与多种疾病尤其是肿瘤的发生发展密切相关。对miRNA的功能研究已发展到其分子机制层面,大量集中于其靶基因的预测和鉴定及调控相关表观遗传因子,为疾病的诊断、治疗及预后提供了新的线索。我们就miRNA的合成、功能研究及miRNA在临床上的应用前景做简要综述。     

Quadruplexes of human telomere DNA analogs designed to contain G:A:G:A,G:G:A:A,and A:A:A:A tetrads

Replacement of two to four guanines by adenines in the human telomere DNA repeat dG₃(TTAG₃)₃ did not hinder the formation of quadruplexes if the substitutions took place in the terminal tetrad bridged by the diagonal loop of the intramolecular antiparallel three‐tetrad scaffold, as proved by CD and PAGE in both Na⁺ and K⁺ solutions. Thermodynamic data showed that, in Na⁺ solution, the dG₃(TTAG₃)₃ quadruplex was destabilized, the least by the two G:A:G:A tetrads, the most by the G:G:A:A tetrad in which the adenosines replaced syn‐guanosines. In physiological K⁺ solution, the highest destabilization was caused by the 4A tetrad. In K⁺, only the unmodified dG₃(TTAG₃)₃ quadruplex rearranged into a K⁺‐dependent quadruplex form, none of the multiple adenine‐modified structures did so. This may imply biological consequences for nonrepaired A‐for‐G mutations. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Biopolymers 93: 880–886, 2010.