MicroRNAs研究进展

MicroRNAs是一组21-25 nt长的非编码蛋白质的短序列RNA,能通过碱基配对与mRNA分子的3′非翻译区相结合来降解mRNA或抑制靶基因的翻译。MicroRNAs的主要功能是调控基因的表达,在生物体的生长、发育及疾病发生中扮演着重要的角色。最初绝大多数microRNA都是通过大量的克隆和测序发现的,信息学只用来验证克隆的序列是否具有发夹结构,然而这些方法无法检测低丰度或组织特异性的microRNAs。目前依赖计算机的精密的microRNAs预测技术和有效的生物学鉴定技术在mi- croRNAs的识别及其功能的阐明方面起着极其重要的作用。本文主要对microRNAs的生物信息学预测及鉴定技术进行综述。     

MicroRNA靶基因的寻找及鉴定方法研究进展

microRNA（miRNA）的生物学功能是人们非常关注的问题.而miRNA靶基因的确定是研究miRNA生物学功能的关键.目前有关miRNA靶基因的确定主要靠计算机生物信息学软件预测和生物学实验方法.其中生物信息学方法主要根据已证实的miRNA及其靶基因序列之间相互作用的规律性,遵循几个常用原则设计的软件完成,如miRanda,TargetScan和TargetScanS,RNAhybrid,DIANA-microT,PicTar,RNA22及FindTar等.生物学实验方法主要是利用免疫共沉淀寻找与AGO蛋白相互作用的mRNA,或研究受miRNA调控的mRNA水平和蛋白质水平变化来寻找miRNA靶基因.计算机预测方法和生物学实验方法相互补充和完善,使人们能够更加方便地确定miRNA的靶基因,从而进一步研究其生物学功能.本文主要介绍了miRNA靶基因的寻找及鉴定方法的研究进展.     

植物microRNAs研究进展

植物microRNAs(miRNAs)是一类与RNA诱导沉默复合体相关的约由22个核苷酸组成的单链小RNA分子, 其主要功能是, 通过特异性剪切靶mRNA或阻遏靶mRNA的正常翻译在转录后水平调控基因的负表达。植物miRNAs的靶标主要是参与调控植物生长发育和防御应答的转录因子家族。文章主要综述miRNAs在植物体内的生物发生、作用机制及其调控作用研究新进展。     

MicroRNA靶基因的高通量鉴定方法

MicroRNAs（miRNAs）是一类内源性非编码小RNA,可在转录后水平调节基因的表达, 在细胞生长、发育、疾病发生等过程中发挥着重要作用. 明确miRNAs所调控的靶基因对阐明miRNAs的功能及在各种生命过程和疾病发生机制的角色非常关键.目前,鉴定miRNAs的靶基因的方法主要计算机预测方法和生物学实验方法.前者对miRNA靶基因的寻找作出巨大贡献,但常存在很多假阳性,必须通过生物学实验方法加以验证.后者涉及单靶基因鉴定技术和高通量多靶基因鉴定技术,高通量技术又包括基因芯片分析技术、蛋白质组学分析技术、RNA连接酶介导的cDNA末端扩增技术和生物化学法等.本文主要对这些高通量技术的应用、优劣进行归纳,并对其改进方向予以讨论.     

动物 microRNA 靶基因的筛选与鉴定研究进展

miRNA（microRNA）是一类在生物体内广泛存在的长度约22nt的小分子非编码RNA,其在转录后水平调控靶基因的表达,在生物体生长发育过程中起重要的调控作用。近年来,miRNA的功能研究越来越受到人们的重视,而miRNA功能研究的关键在于其调控靶基因的确定。miRNA主要作用于靶基因mRNA的3’UTR区的结合位点．但由于miRNA和靶基因的作用位点并不完全匹配,没有明显的规律可寻,导致应用传统方法鉴定靶基因十分困难。近年来,人们开发了各种特异的、灵敏度高的高通量miRNA靶基因筛选与鉴定方法,极大地促进了miRNA的功能研究。     

植物microRNA与逆境响应研究进展

MieroRNA(miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约16～29 nt的小分子RNA,由内源基因编码,于转录后水平通过介导靶mRNA降解或翻译抑制调控基因表达,是真核细胞基因表达的重要调控因子.随着生物信息学与研究技术的发展,越来越多的植物miRNA得到预测和验证.逆境胁迫下,植物体诱导或下调相关miRNA表达,参与植物逆境生理调节与适应.文章综述了植物miRNA生物合成、与靶基因的作用方式,生物功能以及逆境胁迫响应miRNA,概要介绍了目前常用的miRNA研究方法.     

动植物miRNA的生物合成、作用机理及其功能

microRNAs(miRNAs)是生物体内源长度约为20—23个核苷酸的非编码小RNA,通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控,导致mRNA的降解或翻译抑制。到目前为止,已报道有几千种miRNA存在于动物、植物、真菌等多细胞真核生物中,进化上高度保守。在植物和动物中,miRNA虽然都是通过与其靶基因的相互作用来调节基因表达,进而调控生物体的生长发育,但miRNA执行这种调控作用的机理却不尽相同。同时miRNA在动植物体内的形成过程也存在很多的不同之处。本文综述了动植物miRNA的生物合成、作用机理、生物功能等方面的研究进展。     

miRNAs与植物生长发育的调控

miRNAs是microRNAs的简称,是长度约19～25 nt的单链核苷酸片段,它们广泛存在于真核生物中.miRNAs可以调节靶基因的转录和翻译.miRNAs介导调控的靶基因很多都是转录因子.近来发现和鉴定的许多植物miRNAs在植物生长发育中起着关键的调节作用.该文概述了miRNAs的特征、作用机制、参与miRNAs途径的蛋白质、miRNAs途径的突变体、miRNAs介导的植物生长发育调控以及miRNAs与siRNAs途径交互作用的最新研究进展.     

microRNAs及其功能的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类高度保守的、非编码的小分子RNA,通过与靶基因转录的mRNA互补配对在转录后水平调节靶基因的表达。miRNAs对多种生物学过程起必要调控作用。现对microRNAs的合成、作用机制及功能的最新研究进展作一综述。     

miRNAs的表达调控机制

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后基因调控中发挥功能的非编码小RNAs,在发育、生长和分化等过程中发挥重要作用.至今已经在动物、植物和微生物等不同生物体中鉴定出来数千种miRNAs. miRNAs可以通过降解mRNA或抑制蛋白翻译的方式调节特异基因表达.生物体内约30%的基因都受miRNAs的调节.miRNAs的表达与功能受到转录因子、表观遗传学、多核苷酸多态性及其RNA编辑等多种因素的调节.此外,特异miRNA基因敲除的成功为研究miRNAs功能提供了有力的实验模型.     

Virus, phage, transposon and their regulatory small non-coding RNAs

Many reports have been accumulated describing not a few microRNAs (miRNAs) in eukaryotes target viral genomes, whereas a number of viruses also encode miRNA genes. These small RNAs play important roles on viral infection and their replication. In germ cells, another small RNA, piRNA is reported to repress endogenous transposons. Furthermore, CRISPR RNA target virus/phage genomes in both archaea and bacteria. Therefore, small RNA is deeply involved in a broad range of biological defense systems. This system may be applied not only to control replication of viruses or phages but also provide implication on regulating the growth of microorganisms including pathogenic bacteria.     

基于microRNA共调控网络的microRNA调控机制研究

已有研究通过计算和实验的手段,证明了不同的microRNA(miRNA)通过相互之间的合作,来共同调控它们所共有的靶基因。对miRNA之间这种合作行为的特性的研究,能够帮助我们更好的理解miRNA的调控机理。本文建立了一个网络来描述miRNA之间的合作关系,并通过对该网络的分析,得出了四点关于miRNA调控机制的性质。第一,基因靶标数目越多的miRNA倾向于与越多的miRNA伙伴进行合作。第二,进化上保守的miRNA所具有的共调控伙伴的数目显著多于非保守的miRNA。第三,以上的性质是跨物种的存在的(人与小鼠)。第四,miRNA与蛋白质在系统层面性质存在一定的相似。     

Computational identification of microRNA targets

Recent experiments have shown that the genomes of organisms such as worm, fly, human, and mouse encode hundreds of microRNA genes. Many of these microRNAs are thought to regulate the translational expression of other genes by binding to partially complementary sites in messenger RNAs. Phenotypic and expression analysis suggests an important role of microRNAs during development. Therefore, it is of fundamental importance to identify microRNA targets. However, no experimental or computational high-throughput method for target site identification in animals has been published yet. Our main result is a new computational method that is designed to identify microRNA target sites. This method recovers with high specificity known microRNA target sites that have previously been defined experimentally. Based on these results, we present a simple model for the mechanism of microRNA target site recognition. Our model incorporates both kinetic and thermodynamic components of target recognition. When we applied our method to a set of 74 Drosophila melanogaster microRNAs, searching 3'UTR sequences of a predefined set of fly mRNAs for target sites which were evolutionary conserved between D. melanogaster and Drosophila pseudoobscura, we found that many key developmental body patterning genes such as hairy and fushi-tarazu are likely to be translationally regulated by microRNAs.     

Refining microRNA target predictions: Sorting the wheat from the chaff

microRNAs are short RNAs that reduce gene expression by binding to their targets. The accurate prediction of microRNA targets is essential to understanding the function of microRNAs. Computational predictions indicate that all human genes may be regulated by microRNAs, with each microRNA possibly targeting thousands of genes. Here we discuss computational methods for identifying mammalian microRNA targets and refining them for further experimental validation. We describe microRNA target prediction resources and procedures and how they integrate with various types of experimental techniques that aim to validate them or further explore their function. We also provide a list of target prediction databases and explain how these are curated.     

Intrinsic Noise of microRNA-Regulated Genes and the ceRNA Hypothesis

MicroRNAs are small noncoding RNAs that regulate genes post-transciptionally by binding and degrading target eukaryotic mRNAs. We use a quantitative model to study gene regulation by inhibitory microRNAs and compare it to gene regulation by prokaryotic small non-coding RNAs (sRNAs). Our model uses a combination of analytic techniques as well as computational simulations to calculate the mean-expression and noise profiles of genes regulated by both microRNAs and sRNAs. We find that despite very different molecular machinery and modes of action (catalytic vs stoichiometric), the mean expression levels and noise profiles of microRNA-regulated genes are almost identical to genes regulated by prokaryotic sRNAs. This behavior is extremely robust and persists across a wide range of biologically relevant parameters. We extend our model to study crosstalk between multiple mRNAs that are regulated by a single microRNA and show that noise is a sensitive measure of microRNA-mediated interaction between mRNAs. We conclude by discussing possible experimental strategies for uncovering the microRNA-mRNA interactions and testing the competing endogenous RNA (ceRNA) hypothesis.     

微小RNA起源及功能和动植物基因寻找计算方法

微小RNAs（microRNAs,miRNAs）是长度约为22个核苷酸（nt）的内源性非编码小分子RNA。miRNA作为重要的基因调节因子,通过多种机制抑制其靶mRNA的表达。miRNA的表达和／或功能异常与人类多种疾病密切相关。因此,近年miR—NA与人类疾病的相关研究备受关注,寻找miRNA基因显得尤为重要。过去对miRNA基因进行研究的范围较为局限,获得的新miRNA基因很少。目前,对miRNA基因目录的补充主要依赖于复杂计算工具的发展,随着计算工具的发展获得多种简易的寻找miRNA基因的方法,但对miRNA基因目录的补充仍未能起有效作用。本文在简单介绍动植物miRNA生物起源和功能及作用机制的基础上,主要关注动植物miRNA基因寻找的计算方法,可望为探索动植物miRNAs基因寻找的新的计算方法提供有价值的参考。