非编码RNA与相分离

相分离是细胞内无膜细胞器动态组装的主要驱动力,参与多种生物学过程,成为近年来生命科学领域的研究热点.已有研究发现两类非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)与相分离密切相关,其中微小RNA(microRNA,miRNA)的加工受相分离的调节,并通过相分离诱导基因沉默.另一类长链非编码RNA(long n...     

非编码RNA在抑郁症中的研究进展

抑郁症是威胁人类健康的全球第二大常见疾病,目前仍缺乏客观的诊断、治疗指标,同时发病机制尚不清晰。非编码RNA包括微小RNA、环状RNA及长链非编码RNA,其异常表达会影响人类多种疾病的进展。近年来,越来越多的证据表明,非编码RNA在抑郁症发展过程中发挥着重要作用,且其功能与机制得到了初步验证,可能成为抑郁症的潜在诊断和治疗靶点。本文归纳总结了上述三种非编码RNA在抑郁症中的表达特征、生物学功能及临床意义。     

非编码RNA与X脆性综合征

X脆性综合征（fragile X syndrome,FXS）是由X脆性智力低下1（FMR1）基因5＇端非翻译区CGG重复序列的异常扩增,导致X脆性智力低下蛋白（FMRP）缺失引起的.非编码RNA是除编码蛋白质的mRNAs以外的其他所有RNA分子,已被发现在中枢神经系统中具有重要的作用,如微RNA与BC1/BC200 RNA参与了X脆性智力低下蛋白的翻译抑制.认识非编码RNA与X脆性综合征的关系不但能加深对X脆性综合征的分子机制的理解,而且有助于揭示学习与记忆的奥秘.     

羊布鲁氏菌非编码小RNA分子BSR-2的预测与鉴定

利用RT-PCR和RACE等方法对生物信息学预测的羊布鲁氏菌非编码小RNA(smallnon-codingRNA,sRNA)BSR-2进行了实验鉴定,并通过分析BSR-2在胞内生存缺陷株中的转录情况以及预测BSR-2的靶标基因对BSR-2的功能进行初步探讨.RT-PCR结果表明,BSR-2在羊布鲁氏菌的总RNA中存在转录本,而且在不同的应激条件下转录水平不同.RACE结果表明,BSR-2长224nt,位于Ⅱ号染色体的BMEII0742和BMEII0743之间的基因间区.进一步的实验结果表明,BSR-2可能与布鲁氏菌的胞内生存能力相关.     

转座子与转座子相关的非编码小RNA

转座子是一种在真核生物基因组中大量存在的可移动DNA序列。非编码小RNA具有广泛的生物学功能,能够在不同层面影响基因的表达。在许多真核生物基因组中,转座子是非编码小RNA的重要来源。最近的一些研究发现,转座子和其衍生非编码小RNA在基因调控中发挥着重要作用,但是国内相关的综述却较少。所以该文从转座子与其衍生的非编码小RNA的关系,这些小RNA在基因组和生物进化中扮演的角色两方面,对现阶段关于转座子和非编码小RNA的相关研究成果进行综述。     

哺乳动物中作用于非编码RNA的RNA编辑研究进展

RNA编辑是RNA转录过程中序列变化而引起的一种基因动态调控机制。腺苷脱氨酶（adenosine deaminases acting on RNA, ADAR）参与RNA编辑,将双链RNA中腺苷残基（A）转化为肌苷（I）,接着被转录和拼接成鸟苷（G）。由ADAR催化,作用于RNA的A-I型RNA编辑是人类最常见的转录后修饰。近年来,这种修饰不仅存在于编码RNA中,在非编码RNA（noncoding RNA, ncRNA）中也逐渐被发现,如microRNA（miRNA）、小分子干扰RNA（siRNA）、转运RNA（tRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）。这种修饰可能通过对microRNA和mRNA之间结合位点创造或破坏,进而影响ncRNA的生物起源、稳定性和靶向识别功能。目前,对这种生物现象的机制及ADAR底物,尤其是在ncRNA中的特性仍然没有得到充分的认识。主要对哺乳动物中ncRNA上的RNA编辑进行总结,并列举一些阐明其生物学功能的计算方法。     

CREB与其相关的非编码RNA在肿瘤发生发展中的作用

cAMP反应元件结合蛋白（cAMP responsive element binding protein, CREB）是亮氨酸拉链家族转录因子。新近研究发现,其在肿瘤组织中的表达显著高于癌旁,被认为是体内的原癌基因之一。非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）是生物体内不能翻译成蛋白质的RNA,主要包括微小RNA（microRNA, miRNA）和长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）等,其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关,是目前肿瘤研究的热点。研究表明,CREB与ncRNA之间存在互动效应,并且二者之间的相互作用影响肿瘤的发生发展,然而miRNA和lncRNA的作用机制却不相同。肿瘤细胞内高表达的CREB在影响下游靶基因表达时能够正调控miRNA,而对lncRNA则有促进和抑制两方面的作用。反之,肿瘤细胞中一些低表达的miRNA能促进CREB的表达;有趣的是,高表达的lncRNA能够促进CREB的表达和诱导其活性增强。在影响下游靶基因表达时miRNA仅仅发挥抑制作用,而lncRNA则分别具有促进和抑制作用。本文结合我们的系列报道和最新的研究结果,对ncRNA与CREB的互动效应及其与肿瘤的发生发展之间的关系作一综述。     

关于非编码RNA研究的一些思考

近年来大量的新的转录组实验结果表明基因组中的非编码序列绝大部分是可以表达的,同时越来越多的事实证明转录出来的非编码RNA,从长度为21～24个核苷酸的microRNA到长度为数千核苷酸的Xist,都具有重要的生物学功能。本文主要表达了作者对未来非编码RNA研究方向与重点的一些想法。     

非编码RNA在急性肾损伤中作用及机制的研究进展

急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是临床常见的综合征,是慢性肾脏病和终末期肾脏病的独立危险因素.目前对于AKI的治疗和早期诊断的手段仍十分有限,其发病率和死亡率呈上升趋势.非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),包括微小RNA、长链非编码RNA和环状RNA,是转录自基因组的不...     

家蚕非编码RNA在神经系统中的表达分析

【目的】非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在家蚕Bombyx mori发育过程中具有重要调控作用。本研究旨在探索ncRNA参与家蚕神经系统发育的分子机理。【方法】采用实时荧光定量PCR技术对22个中等长度的ncRNA及3个ncRNA的邻近编码基因在家蚕幼虫神经系统中的表达水平进行检测。【结果】8个ncRNA(包括1个C/D box snoRNA,4个H/ACA box snoRNA和3个不能归类的ncRNA)在家蚕5龄幼虫神经组织和非神经组织中均有表达,且在胸腹神经中的表达量明显高于头部神经中的表达量。其中,snoRNA Bm-51,Bm-18和Bm-86在胸腹神经中的表达量分别是头部神经中的23,5和4.7倍。进一步研究发现,这3个内含子起源的ncRNA与其宿主基因在家蚕神经系统中的表达趋势一致,宿主基因在胸腹神经中的表达量也明显高于头部神经中的表达量。【结论】本研究筛选到的在家蚕不同神经部位存在差异表达的ncRNA,特别是在胸腹神经中高表达的ncRNA可能协同其邻近编码基因,参与家蚕神经发育或神经活动过程。该结果为研究ncRNA参与家蚕神经系统发育提供了分子依据,为从非编码RNA角度探索鳞翅目害虫防治提供了新的思路。     

The emerging role of small non-coding RNA in renal cell carcinoma

Noncoding RNAs are transcribed in the most regions of the human genome, divided into small noncoding RNAs (less than 200 nt) and long noncoding RNAs (more than 200 nt) according to their size. Compelling evidences suggest that small noncoding RNAs play critical roles in tumorigenesis and tumor progression, especially in renal cell carcinoma. MiRNA, the most famous small noncoding RNA, has been comprehensively explored for its fundamental role in cancer. And several miRNA-based therapeutic strategies have been applied to several ongoing clinical trials. However, piRNAs and tsRNAs, have not received as much research attention, because of several technological limitations. Nevertheless, some studies have revealed the presence of aberration of piRNAs and tsRNAs in renal cell carcinoma, highlighting a potentially novel mechanism for tumor onset and progression. In this review, we provide an overview of three classes of small noncoding RNA: miRNAs, piRNAs and tsRNAs, that have been reported dysregulation in renal cell carcinoma and have the potential for advancing diagnosis, prognosis and therapeutic applications of this disease.     

The circulatory small non-coding RNA landscape in community-acquired pneumonia on intensive care unit admission

Community-acquired pneumonia (CAP) is a major cause of sepsis. Despite several clinical trials targeting components of the inflammatory response, no specific treatment other than antimicrobial therapy has been approved. This argued for a deeper understanding of sepsis immunopathology, in particular factors that can modulate the host response. Small non-coding RNA, for example, micro (mi)RNA, have been established as important modifiers of cellular phenotypes. Notably, miRNAs are not exclusive to the intracellular milieu but have also been detected extracellular in the circulation with functional consequences. Here, we sought to determine shifts in circulatory small RNA levels of critically ill patients with CAP-associated sepsis and to determine the influence of clinical severity and causal pathogens on small RNA levels. Blood plasma was collected from 13 critically ill patients with sepsis caused by CAP on intensive care unit admission and from 5 non-infectious control participants. Plasma small RNA-sequencing identified significantly altered levels of primarily mature miRNAs in CAP relative to controls. Pathways analysis of high or low abundance miRNA identified various over-represented cellular biological pathways. Analysis of small RNA levels against common clinical severity and inflammatory parameters indices showed direct and indirect correlations. Additionally, variance of plasma small RNA levels in CAP patients may be explained, at least in part, by differences in causal pathogens. Small nuclear RNA levels were specifically altered in CAP due to Influenza infection in contrast to Streptococcus pneumoniae infection. Pathway analysis of plasma miRNA signatures unique to Influenza or Streptococcus pneumoniae infections showed enrichment for specific proteoglycan, cell cycle, and immunometabolic pathways.     

一种含有端粒重复序列非编码RNA的发现及最新研究进展

端粒是染色体末端的特化结构,由简单呈串联线性排列的核酸重复序列及相关蛋白质组成。其核酸序列具有高度的保守性,均富含GC。在人类为TTAGGG的高度重复序列具有维持基因组完整性的作用。端粒功能异常会导致染色体失去稳定性,促进肿瘤的发生和发展。以往认为端粒附近区域不具有转录活性,但最近在Science杂志上Azzalin等首次报道了该区域可以转录一种非编码RNA,即端粒RNA(telomeric RNA)。该分子具有特殊的UUAGGG重复序列,在调控端粒长度和端粒酶活性上具有重要作用,在发育、衰老和肿瘤发生发展等研究中已成为热点。该文将对近期有关端粒RNA的研究进展予以综述。     

长非编码RNA与蛋白质的相互作用

长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸但缺乏蛋白质编码潜力的调控型RNA。lncRNA在真核生物基因组中广泛转录,并且能够在多种层次以灵活的方式对基因表达进行调控。lncRNA能够与染色质修饰复合物及转录因子等蛋白质相互作用,这种相互作用提高了基因表达调控的灵活性和复杂性。本文将介绍部分具有代表性的lncRNA-蛋白质相互作用及其在基因表达调控中的作用。     

Profiling the circulating miRNAs in mice exposed to gram-positive and gram-negative bacteria by Illumina small RNA deep sequencing

Background

We profiled the expression of circulating microRNAs (miRNAs) in mice using Illumina small RNA deep sequencing in order to identify the miRNAs that may potentially be used as biomarkers to distinguish between gram-negative and gram-positive bacterial infections.

Results

Recombinant-specific gram-negative pathogen Escherichia coli (Xen14) and gram-positive pathogen Staphylococcus aureus (Xen29) were used to induce bacterial infection in mice at a concentration of 1 × 10⁸ bacteria/100 μL of phosphate buffered saline (PBS). Small RNA libraries generated from the serum of mice after exposure to PBS, Xen14, Xen29, and Xen14 + Xen29 via the routes of subcutaneous injection (I), cut wound (C), or under grafted skin (S) were analyzed using an Illumina HiSeq2000 Sequencer. Following exposure to gram-negative bacteria alone, no differentially expressed miRNA was found in the injection, cut, or skin graft models. Exposure to mixed bacteria induced a similar expression pattern of the circulating miRNAs to that induced by gram-positive bacterial infection. Upon gram-positive bacterial infection, 9 miRNAs (mir-193b-3p, mir-133a-1-3p, mir-133a-2-3p, mir-133a-1-5p, mir-133b-3p, mir-434-3p, mir-127-3p, mir-676-3p, mir-215-5p) showed upregulation greater than 4-fold with a p-value < 0.01. Among them, mir-193b-3p, mir-133a-1-3p, and mir-133a-2-3p presented the most common miRNA targets expressed in the mice exposed to gram-positive bacterial infection.

Conclusions

This study identified mir-193b-3p, mir-133a-1-3p, and mir-133a-2-3p as potential circulating miRNAs for gram-positive bacterial infections.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1186/s12929-014-0106-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

小RNA对胞内菌生长、毒力及铁水平的调节作用

细菌小RNA(small RNA,sRNA)是一类长度为50~500个碱基,具有调控转录、翻译和mRNA稳定性的非编码调节性RNA。随着越来越多的sRNA被鉴定,部分细菌的sRNA功能已逐步阐明,主要参与调控细菌的基因表达、增殖、毒力及对环境的应激反应等生物学过程。本文就胞内菌(如沙门菌、李斯特菌、嗜肺军团菌等)sRNA对其自身在宿主细胞内的生长、毒力和铁水平的调控作用进行综述。     

植物长链非编码RNA的生物信息学预测与分析研究进展

长链非编码RNA(Long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类广泛存在于真核生物中,长度大于200个核苷酸、无蛋白编码功能,具有调控基因转录后表达的RNA转录本。新近研究表明,lncRNA在多种生物途径中起着重要调节作用。生物信息学由生物、数学、计算机科学,统计学等多学科交叉产生,能从全局和系统水平对大数据信息进行深入挖掘与分析。采用生物信息学方法预测与分析lncRNA是当前发现和鉴定植物lncRNA的重要策略之一。本文梳理和总结了近年来采用生物信息学预测植物lncRNA及其靶基因的方法策略,以期为今后深入认知植物lncRNA在植物的生长发育过程、抗逆境胁迫及系统进化等过程中的作用研究提供一定参考。     

链球菌非编码小RNA研究进展

非编码小RNA(Small non-coding RNA,sRNA)是一种存在于原核和真核生物中的新型调控RNA,长度约为40～500个核苷酸。作为一类关键的调控因子,sRNA通过与靶mRNA或蛋白质结合来调控细胞内的基因表达。大部分细菌sRNA在大肠杆菌等革兰氏阴性菌中被发现并研究,但近十年来越来越多的sRNA在革兰氏阳性菌中被逐步发现。作为一类革兰氏阳性菌,链球菌属中sRNA目前研究主要集中在毒力调节,鲜有其他调控的报道。本文总结了链球菌中sRNA的最新进展,并介绍其主要功能和机理,以期为细菌sRNA研究提供借鉴。