植物中的非编码RNA及其作用机制

非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA)是近年来发现的一类能够转录但不能编码蛋白质、具有特定功能的RNA分子。ncRNA参与了生命过程中的许多重要环节。该文主要介绍植物中的非编码RNA的类型、研究方法以及功能。     

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.     

计算生物学在RNA研究中的应用

计算生物学在非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)研究领域中发挥着重要的作用.计算生物学是利用计算机科学方法来研究和理解生命科学问题的交叉学科,而ncRNA作为一类数目庞大且功能多样的RNA分子,参与了广泛的生物学过程.本文对RNA计算生物学中的常用算法和工具进行综述,并着重介绍专家系统、机器学习、深度学习等计算生物学研究策略在ncRNA鉴定、ncRNA靶标预测、RNA修饰、RNA二级结构检测、RNA-蛋白质互作及RNA功能预测中的应用.     

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。     

非编码RNA参与调控哮喘T细胞功能的研究进展

支气管哮喘(简称哮喘)是一种以气道炎性反应、高反应性及气道重塑为特征的慢性炎症性疾病,T细胞在其中发挥着至关重要的作用。非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA)是转录组中不编码蛋白质的RNA分子,主要包括微小RNA (microRNA,miRNA)、长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)、环状RNA (circular RNA, circRNA)等,广泛存在于真核生物基因组中,参与调控多种生物学过程。已有研究表明,ncRNA在哮喘T细胞的活化及转换等过程中起着重要作用,其具体作用机制及临床应用值得深入探讨。本文综合分析了近年来miRNA、lncRNA和circRNA在哮喘T细胞功能调控中的研究进展,为更好地理解哮喘发病机制和提高诊断水平提供新思路,同时也为利用ncRNA的调节潜能开发治疗策略提供理论依据。     

非编码RNA在胞内病原菌免疫逃逸与致病中的作用

非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs)在细胞增殖、发育、分化、代谢、信号转导以及免疫调控中发挥重要调节作用。越来越多的研究证明,ncRNA在胞内病原菌的致病性和免疫逃逸中发挥重要调控作用。一方面ncRNA是细菌代谢、群体感应和毒力因子表达的调控因子,与胞内病原菌的致病性密切相关;另一方面ncRNA在调节宿主抗胞内病原菌免疫应答中发挥重要作用,深入研究ncRNA如何调节宿主免疫应答将有助于胞内菌免疫逃逸机制的研究。就非编码RNA在胞内病原菌免疫逃逸和致病中的作用作一综述。     

tRF的主要功能及研究方法

非编码RNA(ncRNA)是指不编码蛋白质但具有重要功能的RNA。转运RNA的衍生片段(tRF)是一类新兴的ncRNA,越来越多的研究发现它在许多方面发挥着重要作用,而不是简单的降解产物。比如, tRF可以控制基因表达水平,调节转录和翻译;且tRF与细胞的自我更新、增殖、分化密切相关。因此, tRF可能会导致多种疾病,如癌症、神经退行性疾病、免疫系统紊乱等。该文则主要介绍tRF的分类、主要生物学功能以及分子学生物和生物信息学研究方法。     

长非编码RNA在基因调控和肿瘤形成中的作用

哺乳动物中,只有小部分基因转录成为编码蛋白质的RNA,大量的基因则转录为不能编码蛋白质的RNA,即ncRNA。长非 编码RNA(lncRNAs)是分子长度在200-100000 nt 之间的一类ncRNA。lncRNAs 的数量超过蛋白质编码基因的数量。目前,对长非 编码RNA(lncRNAs)的生物学特性,转录调控以及其在肿瘤发生发展中的作用机制的研究任然是RNA研究的热点。lncRNAs 通 过控制染色质重塑,转录调控和录转录后调控而在基因的转录调节中发挥了重要作用。lncRNAs 与多种肿瘤相关,并且在抑制因 素和促进因素中都具有重要的作用。众多文献报道的结果表明lncRNAs 参与调控基因表达,在正常细胞与肿瘤细胞的转换中起 到至关重要的作用。     

非编码RNA在细胞自噬中的研究进展 *

细胞自噬是细胞在应激条件下降解胞内受损成分的过程,涉及多信号分子参与。在疾病发生、发展过程中,细胞自噬既可抑制或延缓疾病发展,还可使病情恶化,故寻找在不同阶段调控细胞自噬作用的因子探究其有效作用靶点具有重要意义。非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)是从基因组中转录出来的不行使编码蛋白质作用的一类RNA的总称。进几年来,越来越多不同ncRNA被发现,并在动物机体生理和病理过程中发挥着重要的调控作用。已有研究表明,ncRNA在细胞自噬发生过程起到重要的调控作用。从微小RNA(MicroRNA,miRNA)、长链非编码RNA(Long noncoding RNAs,lncRNA)、环状RNA(CircularRNA,circRNA)几方面综述了ncRNA在细胞自噬通路中的调节作用,为癌症等疾病治疗以及分子标记提供理论指导和新思路。     

蜜蜂非编码RNA研究进展

非编码RNA(Non-coding RNA,ncRNA)是指不编码蛋白质的功能性RNA的统称,主要包括微小RNA(MicroRNA,miRNA)、长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)和环状RNA(Circular RNA,circRNA)等,它们在各种生命活动中发挥着重要的调控作用.蜜蜂不仅是重要经济授粉昆虫,还是人类研究动物复杂社会行为的最佳模式生物.近年来,蜜蜂ncRNA亦是该领域研究热点,成果不断涌现,本文在介绍ncRNA的特征、分类及其主要作用机制的基础上,主要针对ncRNA在蜜蜂劳动分工、级型分化、繁殖性能和免疫防御等方面调控作用的最新研究进展进行综述,以期为深入探究ncRNA提供借鉴和参考.     

Automatic prediction of non-coding RNA genes in prokaryotes based on compositional statistics

Although non-coding RNA (ncRNA) genes do not encode proteins, they play vital roles in cells by producing functionally important RNAs. In this paper, we present a novel method for predicting ncRNA genes based on compositional features extracted directly from gene sequences. Our method consists of two Support Vector Machine (SVM) models--Codon model which uses codon usage features derived from ncRNA genes and protein-coding genes and Kmer model which utilizes features of nucleotide and dinucleotide frequency extracted respectively from ncRNA genes and randomly chosen genome sequences. The 10-fold cross-validation accuracy for the two models is found to be 92% and 91%, respectively. Thus, we could make an automatic prediction of ncRNA genes in one genome without manual filtration of protein-coding genes. After applying our method in Sulfolobus solfataricus genome, 25 prediction results have been generated according to 25 cut-off pairs. We have also applied the approach in E. coli and found our results comparable to those of previous studies. In general, our method enables automatic identification of ncRNA genes in newly sequenced prokaryotic genomes.     

Computational RNomics: Structure identification and functional prediction of non-coding RNAs <Emphasis Type="Italic">in silico</Emphasis>

The eukaryotic genome contains varying numbers of non-coding RNA(ncRNA) genes.Computational RNomics takes a multidisciplinary approach,like information science,to resolve the structure and function of ncRNAs.Here,we review the main issues in Computational RNomics of data storage and management,ncRNA gene identification and characterization,ncRNA target identification and functional prediction,and we summarize the main methods and current content of computational RNomics.     

Computational RNomics:Structure identification and functional prediction of non-coding RNAs in silico

The eukaryotic genome contains varying numbers of non-coding RNA(ncRNA) genes."Computational RNomics" takes a multidisciplinary approach,like information science,to resolve the structure and function of ncRNAs.Here,we review the main issues in "Computational RNomics" of data storage and management,ncRNA gene identification and characterization,ncRNA target identification and functional prediction,and we summarize the main methods and current content of "computational RNomics".     

Bistability in gene transcription: interplay of messenger RNA, protein, and nonprotein coding RNA

The author proposes a kinetic model describing the interplay of messenger ribonucleic acid (mRNA), protein, produced via translation of this RNA, and nonprotein coding RNA (ncRNA). The model includes association of mRNA and ncRNA and regulation of the ncRNA production by protein. In the case of positive feedback between the production of protein and ncRNA, the steady state of the system is found to be unique. For negative feedback, the model predicts in the mean-field case either unique steady state or bistable kinetics. With incorporation of fluctuations, the bistability is manifested in the form of kinetic bursts provided that the number of reactants is low. Basically, the model describes the simplest biological switch operating with participation of ncRNA. Although the results obtained are applicable to ncRNSs in general, the presentation is focused primarily on microRNAs (miRNAs) which form a large important subclass of ncRNAs and are thought to regulate up to one third of all human genes.