非编码RNAs对骨骼肌发育及疾病的调控作用

非编码RNAs(noncoding RNAs,ncRNAs)包括长链非编码RNAs(long noncoding RNAs,lncRNAs)和小RNAs(microRNAs,miRNAs),与成肌分化、肌纤维类型的调控和骨骼肌疾病关系密切;近期循环ncRNAs成为研究热点,可用作某些疾病的潜在血浆分子标志物,对疾病早期进行筛选。通过研究ncRNAs在骨骼肌发育中的作用及机制将会为骨骼肌疾病的治疗提供潜在靶点。     

非编码RNAs在细菌代谢网络调控中的研究进展

非编码RNAs(non-coding RNAs,ncRNAs)是一类非常重要的调节子,此类调节子能够使细胞通过调节它们的生理特性而适应环境的改变。已有的研究表明ncRNAs在细菌的蔗糖代谢、细胞外膜应激反应、群体感应和细菌毒力等方面发挥了重要的调节作用,其调控模式已经成为细菌调控网络中的重要“分支”。本文综述了细菌ncRNAs近年来的研究进展,详细介绍了细菌ncRNAs的合成及调控机制,由于ncRNAs结构的独特性及调控网络的复杂性,因此ncRNAs的功能研究已经成为近几点的研究热点之一。     

真菌非编码RNA

非编码RNAs(non-coding RNA,ncRNAs)是一类在生物体中广泛存在的且不编码蛋白质的功能性RNA分子,直接在RNA水平发挥作用,影响生物体的生命活动.动植物ncRNAs的研究已有大量的文献报道,而真菌ncRNAs的研究报道则相对较少.近年来,随着研究技术的进步,人们在真菌中也发现了不少种类的ncRNAs,如snoRNA派生的ncRNAs、长片段ncRNAs (long non-coding RNAs,lncRNAs)、干扰小RNA(smallinterfering RNAs,siRNAs)、Killer双链RNA病毒,及丝状真菌的新型ncRNAs等.这些ncRNAs在真菌中具有多种多样的生物学功能,涉及基因的转录翻译、RNA加工修饰、染色体结构稳定性,以及真菌致病性等.因此,研究真菌ncRNAs不仅能为了解真菌的基因表达调控系统和生长提供重要信息,也能为阐明致病性真菌的致病机理提供新思路,对真菌性疾病的治疗具有重大意义.本文对真菌ncRNAs的发现、起源、分类、生物学功能等进行了综述,以期为进一步深入研究真菌ncRNAs提供一定的理论与研究基础.     

非编码RNA与病毒性心肌炎

病毒性心肌炎(Viral myocarditis,VMC)是一种由病毒感染所引起的以心肌细胞炎症为特征的疾病。由于病毒性心肌炎的发病机制尚未完全研究清楚,因此该病的诊断及治疗对于临床医生来说仍具有极大的挑战性。非编码RNAs (Non-coding RNAs,ncRNAs)是一类不具有编码蛋白质功能的RNA,越来越多的研究表明ncRNAs参与到调控VMC的发生和发展过程中,这可能成为VMC的治疗或诊断的新研究靶点。文中对近3年来关于ncRNAs在VMC的发病机制及诊断中可能发挥的作用进行了综述。     

非编码RNA在胚胎干细胞中的研究进展

非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs)通常因不能编码蛋白质而被误认为是一类无用序列。近年来,随着基因组测序等相关技术的发展,对ncRNAs的研究越来越受到人们的重视,更多的ncRNAs及其生物学功能被揭示,其广泛参与细胞生长、增殖、分化、凋亡等一系列生命进程的调控。胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)研究是现代生物学发展最受关注的领域之一,其多能性的维持机制与分化的调控网络一直都是有待突破的核心问题,也成为了其应用于临床的主要障碍。ncRNAs在ESCs的许多生物学过程,特别是自我更新和多能性维持的过程中,发挥着重要的调控作用。ncRNAs的研究对于了解ESCs自我更新和多向分化的机制具有重要意义,关于ncRNAs与ESCs的研究是当前生命科学研究的前沿热点之一。现就ncRNAs及其在ESCs中的研究进展予以综述。     

MicroRNA和lncRNA:衰老相关心血管疾病的重要调控因子

真核生物非编码RNA(non-coding RNA,ncRNAs)可在多个阶段调控基因表达。其中,研究最多的microRNAs(miRNA)主要在转录后水平抑制基因表达,而长链非编码RNAs(long non-coding RNA,lncRNAs)在转录和转录后水平对基因表达都具有调控作用。近来研究发现,ncRNAs对衰老相关疾病的恶化和病理过程有广泛影响,包括降低心血管功能与促进衰老相关心血管疾病的发生。本文对ncRNAs在衰老相关心血管疾病中的调控作用进行综述,提出了ncRNAs在衰老相关心血管疾病研究方面存在的问题和挑战。     

Fragrep： An Efficient Search Tool for Fragmented Patterns in Genomic Sequences

Many classes of non-coding RNAs （ncRNAs; including Y RNAs, vault RNAs, RNase P RNAs, and MRP RNAs, as well as a novel class recently discovered in Dictyostelium discoideum） can be characterized by a pattern of short but well-conserved sequence elements that are separated by poorly conserved regions of sometimes highly variable lengths. Local alignment algorithms such as BLAST are therefore ill-suited for the discovery of new homologs of such ncRNAs in genomic sequences. The Fragrep tool instead implements an efficient algorithm for detecting the pattern fragments that occur in a given order. For each pattern fragment, the mismatch tolerance and bounds on the length of the intervening sequences can be specified separately. Furthermore, matches can be ranked by a statistically well-motivated scoring scheme.     

The expression analysis of silk gland-enriched intermediate-size non-coding RNAs in silkworm Bombyx mori

Small non-protein coding RNAs （ncRNAs） play important roles in development, stress response and other cellular processes. Silkworm is an important model for studies on insect genetics and control of Lepidopterous pests. We have previously identified 189 novel intermediate-size ncRNAs in silkworm Bombyx mori, including 40 ncRNAs that showed altered expression in different developmental stages. Here we characterized the functions of these 40 ncRNAs by measuring their expressions in six tissues of the fifth instar larvae using Northern blot and real-time polymerase chain reaction assays. We identified nine ncRNAs （four small nucleolar RNAs and five unclassified ncRNAs） that were enriched in silk gland, including four ncRNAs that showed silk gland-specific expression. We further showed that three of nine silk gland-enriched ncRNAs were predominantly expressed in the anterior silk gland, whereas another three ncRNAs were highly accumulated in the posterior silk gland, suggesting that they may play different roles in fibroin synthesis. Furthermore, an unclassified ncRNA, Bm- 152, exhibited converse expression pattem with its antisense host gene gartenzwerg in diverse tissues, and might regulate the expression of gartenzwerg through RNA-protein complex. In addition, two silk gland-enriched ncRNAs Bm-102 and Bm-159 can be found in histone modification complex, which indicated that they might play roles through epigenetic modifications. Taken together, we provided the first expression and preliminary functional analysis of silk gland-enriched ncRNAs, which will help understand the molecular mechanism of silk gland-development and fibroin synthesis.     

非编码蛋白RNA的遗传调控

大规模cDNA文库的测序和Tiling基因芯片研究结果表明, 人类基因组中大约50%的DNA可以转录为RNA, 其中只有2%能够翻译蛋白质(即mRNA), 其余98%为非编码蛋白RNAs(ncRNAs). 最近研究初步显示, 这些ncRNAs可以通过多种遗传机理调控DNA的结构、RNA的表达及蛋白质的翻译和功能, 进而在细胞、组织或个体水平上影响生物体的正常生长发育. 迄今, 人们仍对这占转录RNA 95%以上的ncRNA的功能了解甚少, 但弄清这些ncRNAs在遗传信息传递过程中的作用机理和个体发育过程中的生物功能, 是揭示生命奥妙不可缺少的环节. 为促进当今生命科学中这个最活跃研究领域的进展, 特综述ncRNA的历史和现状、作用机理及功能、发现和鉴定方法, 以及功能研究手段和应用理论、方法与实例.     

Genetic regulation by non-coding RNAs

Large scale cDNA sequencing and genome tiling array studies have shown that around 50% of genomic DNA in humans is transcribed, of which 2% is translated into proteins and the remaining 98% is non-coding RNAs (ncRNAs). There is mounting evidence that these ncRNAs play critical roles in regulating DNA structure, RNA expression, protein translation and protein functions through multiple genetic mechanisms, and thus affect normal development of organisms at all levels. Today, we know very little about the regulatory mechanisms and functions of these ncRNAs, which is clearly essential knowledge for understanding the secret of life. To promote this emerging research subject of critical importance, in this paper we review (1) ncRNAs' past and present, (2) regulatory mechanisms and their functions, (3) experimental strategies for identifying novel ncRNAs, (4) experimental strategies for investigating their functions, and (5) methodologies and examples of the application of ncRNAs.     

RNA结合蛋白与非编码RNA调节关系的研究进展

近年来,越来越多的研究表明,RNA结合蛋白(RNA binding protein,RBP)与多种类型的非编码RNAs(noncoding RNA,ncRNAs)具有互相调节的关系,且调节机制形式多样。一方面,RBP可以调节ncRNA的生物合成、稳定性和功能;另一方面,ncRNA也可以影响RBP的功能和结构。同时,RBP和ncRNA的相互作用还在其他靶基因的调节上起着重要的作用,从而参与众多的生物过程,如组织发育、代谢性疾病、神经退行性疾病、抗病毒免疫和各种癌症等。该文就RBP与常见类型的ncRNAs,包括miRNA、lncRNA、circRNA的相互作用方式和调节机制的研究进展作一综述。     

DLK1-DIO3印记区域的miRNAs与疾病的发生

哺乳动物的基因组以发育调控模式进行转录,生成长的和短的非编码RNAs(non-coding RNA,ncRNAs).ncRNAs占到人类转录组的98%,与生物体进化复杂程度显著相关.MicroRNAs(miRNAs)是目前研究比较透彻的,长度大约为20~24个核苷酸的ncRNAs,其通过与靶基因mRNA的结合在转录后水平负调控基因的表达.人类基因组中一个最大的miRNA簇位于14号染色体(14q32)的DLK1-DIO3印记区域,包括了54个miRNAs.这些miRNAs通过参与调节重要的信号通路在许多病理过程中发挥作用.充分了解DLK1-DIO3印记区域中这个大的miRNA簇,在病理生理过程中的重要性将有助于为相关疾病的治疗提供新的策略.本文比较深入地分析了DLK1-DIO3印记区域中的miRNAs在调控组织动态平衡以及多种癌症发生中的作用,同时对其潜在的临床应用价值进行了讨论.     

长链非编码RNA与肿瘤和干细胞

人类基因组包含20 000多种蛋白质编码基因,只占总基因的2%左右,而90%以上的转录子是长链非编码RNA(Long non-coding RNAs,lnc RNAs)。lnc RNAs是广泛存在于哺乳动物基因组中的长度在200-100 000 nt之间,且不具有蛋白质编码功能的转录本。研究发现其在许多类型的肿瘤中存在异常表达,具有潜在的致癌或抑癌作用,并作为重要的调控分子参与各种生物学过程,与肿瘤的发生、发展密不可分。此外,lnc RNAs在维持干细胞全能性、调控干细胞基因表达、调节干细胞自我更新和分化等方面发挥了至关重要的作用,是继micro RNA后肿瘤研究的新热点。针对lnc RNAs在肿瘤和干细胞生物学中的功能及相关机制作一综述,旨在为肿瘤的诊断、治疗、预后等方面提供新思路。     

Global signatures of protein binding on structured RNAs in Saccharomyces cerevisiae

Protein binding is essential to the transport,decay and regulation of almost all RNA molecules.However,the structural preference of protein binding on RNAs and their cellular functions and dynamics upon changing environmental conditions are poorly understood.Here,we integrated various high-throughput data and introduced a computational framework to describe the global interactions between RNA binding proteins(RBPs)and structured RNAs in yeast at single-nucleotide resolution.We found that on average,in terms of percent total lengths,~15%of mRNA untranslated regions(UTRs),~37%of canonical non-coding RNAs(ncRNAs)and~11%of long ncRNAs(lncRNAs)are bound by proteins.The RBP binding sites,in general,tend to occur at single-stranded loops,with evolutionarily conserved signatures,and often facilitate a specific RNA structure conformation in vivo.We found that four nucleotide modifications of tRNA are significantly associated with RBP binding.We also identified various structural motifs bound by RBPs in the UTRs of mRNAs,associated with localization,degradation and stress responses.Moreover,we identified>200 novel lncRNAs bound by RBPs,and about half of them contain conserved secondary structures.We present the first ensemble pattern of RBP binding sites in the structured non-coding regions of a eukaryotic genome,emphasizing their structural context and cellular functions.     

RNA结合蛋白Sam68及其功能

细胞通过基因表达调控来应对外界刺激,其中影响mRNA稳定性及翻译效率的转录后调控发挥重要作用。RNA结合蛋白(RNA binding proteins, RBPs)是介导转录后调控的重要分子,Sam68（SRC associated in mitosis of 68 kD）是集信号转导特性与RNA激活功能于一身的RNA结合蛋白,参与转录、可变剪接及核输出等mRNA 的代谢过程,且Sam68可通过信号通路参与细胞应答、细胞周期调控和疾病发生等。最新研究表明,Sam68可通过非编码RNAs(noncoding RNA, ncRNAs)参与表观遗传、转录与转录后调控。本文在介绍Sam68结构和转录后修饰的基础上,着重讨论Sam68在信号转导、可变剪接、ncRNAs代谢、疾病发生等方面的最新研究进展。     

长链非编码RNAs(LncRNAs)在人类乳腺癌中的研究现状

长链非编码RNA(long non-coding RNAs,Lnc RNAs)的发现改变了我们对转录和转录后调控的认识。随着高通量测序等新技术的发展,Lnc RNAs已成为癌症研究的焦点,Lnc RNAs的生物学功能逐渐得到了解,多项研究表明,Lnc RNAs可直接或间接地调节基因表达以及细胞生物学功能。Lnc RNAs的组织特异性表达特征可用于区分正常组织与乳腺癌组织以及肿瘤发展的不同阶段,提示Lnc RNAs有望为乳腺癌的早期诊断、疗效预测以及治疗提供新的分子靶标。因此,该文就Lnc RNAs的功能以及在乳腺癌中的研究现状进行综述。     

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。