miRNA定量检测方法的研究进展

MicroRNA(miRNA)是广泛存在于真核生物当中的一类长度为18～25个核苷酸的小分子RNA,由DNA转录产生。作为一种内源性非编码小分子RNA, mi RNA在许多生命活动中起着重要作用,如当机体内的某些mi RNA表达下调时,就会更容易罹患癌症和其他一系列疾病。这一现象提示,人们可通过对mi RNA进行定量检测来实现对相关疾病的早期诊断。本文综述了基于杂交、扩增和测序原理的mi RNA检测技术的研究进展,并对mi RNA的研究方法及方向予以了阐述。     

基因组暗物质的识别：数量最大的一类非编码RNA的高精度预测算法获得突破

第二代测序技术又称作深度测序技术,应用到RNA上统称作RNA-seq或RNA测序,它已成为基因表达和转录组分析的重要手段。第二代转录组测序数据中含有大量不编码蛋白质的ncRNA序列,因为它们像宇宙中的暗物质一样难以识别和有重要功能,     

高通量转录组测序技术及其在鳞翅目昆虫上的应用

转录组是指组织或者细胞在某一特定状态下转录出来的所有RNA的集合。高通量第2代测序技术使转录组学的研究模式发生了巨大的改变,所衍生出的转录组测序迅速成为研究非模式生物的先进技术。转录组测序能够在整体水平上探究细胞内基因表达的种类和数量,揭示在特定条件下机体生理生化发生过程以及其中的分子机理。本文简要阐述了转录组测序技术的基本概念、技术流程与原理,详细介绍了转录组测序在解决鳞翅目昆虫的分类、毒理、发育、与寄主互作以及非编码RNA调控等问题上做出的贡献,并对该技术现存的困难进行了系统的阐述并对其未来的发展趋势作出了简要的预测与剖析。     

小分子RNA在植物叶发育中的调控作用

叶发育是叶原基细胞有序的分裂、生长和分化的过程,受到植物激素和多个转录因子的严格调控.近年的研究表明,在叶片发育的过程中,小分子RNA是基因调控网络的重要组分.小分子RNA通过对其中一些转录因子的抑制作用,影响其表达水平和空间分布,维持叶的正常发育.本综述介绍了小分子RNA及其靶基因调控模块在叶片发生、 叶片形状、叶子极性发育和叶子衰老等过程中的调控作用,并展望了未来研究中新方向.     

地中海富盐菌中非编码RNA的鉴定与分析

【目的】通过转录组高通量测序技术(即RNA-seq),结合生物信息学分析和分子生物学方法,在组学水平鉴定极端嗜盐菌中可能的非编码RNA(nc RNA)。【方法】将培养至对数中期的地中海富盐菌在不同盐浓度下处理30分钟,提取RNA,进行链特异的转录组测序和5′端区分的转录组测序,通过生物信息学分析在全基因组范围内鉴定nc RNA,预测其转录边界;然后通过Northern blot和环化RNA反转录聚合酶链式反应(CR-RT-PCR)对部分预测的nc RNA进行实验验证。【结果】比较两种RNA-seq技术在不同培养条件下的RNA测序结果和对转录单元的精细分析,共鉴定到105个高可信度的nc RNA,并发现4个在不同盐度下表达差异较大的nc RNA,通过Northern blot和CR-RT-PCR验证了inc RNA1436和inc RNA1903的表达情况、转录本、转录起始位点及终止位点等。【结论】首次在组学水平鉴定了地中海富盐菌中的nc RNA,不同盐浓度刺激下部分nc RNA的转录差异暗示其有可能参与地中海富盐菌对盐胁迫的适应,高可信度nc RNA的组学发现为今后全面开展嗜盐古菌nc RNA的功能机制研究提供了基础数据及重要的切入点。     

单细胞转录组测序技术在心脏发育、疾病以及医学中的 应用

单细胞转录组测序(Single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)可以在单细胞水平描绘出每个细胞同一基因的表达量在不同细胞间的表达水平差异,使得在单细胞水平重新认识各种组织器官成为可能.目前对心脏的测序研究正从传统的普通转录组水平过渡到单细胞水平,对小鼠和人的心脏的测序陆续地发表出来.概述了s...     

转移核糖核酸(tRNA)与癌症

转移核糖核酸(transfer RNA, tRNA)在蛋白质生物合成过程中起关键作用,是将遗传信息翻译成蛋白质一级结构的接头分子。tRNA长久以来一直被认为是基因表达调控过程中的执行者而不具备调控功能,更不曾与癌症的发生联系起来。最新研究表明,某些tRNA在癌细胞中异常表达,与癌症的发生和发展有密切联系。tRNA来源的小分子非编码RNA (tRFs和tiRNAs)是一类新的基因表达调控分子,tRFs可以调控癌基因的表达或者与RNA结合蛋白相互作用来调控癌细胞增殖和细胞周期进程。tRNA的转录后修饰能够调控mRNA翻译过程,进而影响癌细胞的生长。随着测序技术的发展,tRNA在癌症发生和发展中的调控作用成为近年来的研究热点,现将从"tRNA分子调控癌症的发生和发展"、"tRNA来源的小分子非编码RNA与癌症"以及"tRNA修饰与癌症"三个方面综述tRNA分子在癌症发生和发展中的调控功能。     

新一代高通量RNA测序数据的处理与分析

随着新一代高通量DNA测序技术的快速发展,RNA测序(RNA-seq)已成为基因表达和转录组分析新的重要手段．RNA-seq技术产生的海量数据为生物信息学带来了新的机遇和挑战．有效地对测序数据进行针对性的生物信息学处理和分析,成为RNA-seq技术能否在科学探索中发挥重大作用的关键．以新一代Illumina/Solexa测序平台所产生的数据为例,在扼要介绍高通量RNA-seq测序流程的基础上,对RNA-seq数据处理和分析的方法和现有软件做一个较为全面的综述,并对其中有待进一步研究的问题进行展望．     

昆虫RNA-Seq数据的分析流程

随着高通量RNA测序(RNA-Seq)技术的发展和测序成本迅速下降,RNA-Seq技术已经成为生物学研究的重要工具,为生物学家全面地了解和研究转录组提供了机遇。高通量测序具有读长短、存在一定比例的测序错误、数据量大等特点,因此RNA-Seq数据分析与基因组分析和传统的EST数据分析有所不同。本文通过介绍不同的测序平台、原始数据产生和低质量数据过滤的计算流程,对短序列比对、转录组拼接、功能注释、以及差异表达分析进行了研究和分析,最后对RNA-Seq在昆虫学研究中的应用进行了综述,并对RNA-Seq技术进行了总结和展望。     

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.     

植物MicroRNA介导的基因调控在作物改良中的应用潜能

植物Micro RNAs(mi RNAs)是长度约22个核苷酸的內源、单链、非编码、小分子RNA,通过降解或抑制靶m RNA介导转录后沉默。随着高通量测序技术及各种研究技术的进步,越来越多的micro RNA被测序和验证,为利用基因工程手段进行作物改良提供了丰富的候选基因资源。综述了mi RNAs在生物胁迫、非生物胁迫和植物生长发育等方面的最新研究进展,同时分析了mi RNAs介导的基因调控在作物改良中的应用潜能,并介绍了几种基于mi RNA作用机制的植物基因工程改良作物的转基因新技术,如靶基因RNAi,人工mi RNAs(ami RNAs),Target Mimics(TM),超表达mi RNA-resistant tagerts;也讨论了基于mi RNA作用机制的转基因技术所面临的风险和挑战。     

长非编码RNA与造血谱系分化

全基因组测序分析显示,人类基因组中蛋白质编码基因所占比例不足2%,但高达80%的基因位点可以转录出RNA。在这些非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)中,长度超过200个核苷酸的RNA分子被称为长非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)。在血液系统中,基于造血不同分化阶段的转录组测序和分析发现,几乎在造血分化各个阶段都有lnc RNA参与。lnc RNA在维持造血干细胞未分化状态、诱导红细胞脱核成熟、粒细胞定向分化以及淋巴细胞迁移等谱系分化过程中均发挥了不可或缺的作用。lnc RNA作为调控因子在转录、转录后以及翻译等多个水平参与造血谱系分化调控。该文综述了近年来lnc RNA在造血分化领域的研究现状,为后续进一步揭示lnc RNA介导的造血调控网络奠定基础。     

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。     

利用深度测序技术检测玉米根系和叶片中已知的microRNAs

microRNA(miRNA)是一类具有20～24nt核苷酸长度的非蛋白质编码的内源小分子RNA,它在植物生长发育和逆境胁迫响应等过程中发挥着重要作用。文章利用基于Illumina/Solexa原理的小分子RNA深度测序技术,结合生物信息学的方法对玉米根系和叶片中已知miRNA的类型、丰度及靶基因进行了分析。研究发现,在根系中共检测到92个已知的miRNA,分别属于18个miRNA家族,其表达丰度在1～105943之间;在叶片中,共发现86个已知的miRNA,分别属于17个miRNA家族,其表达丰度在1～85973之间。靶基因预测结果表明,根系中的18个miRNA家族共靶向54个蛋白,进一步的功能预测发现,这些基因涉及了转录调控、物质能量代谢、电子传递、胁迫响应和信号转导等过程。以上研究结果表明,就已知的miRNA而言,无论是miRNA的类型还是表达丰度,在玉米根系和叶片中都存在较大差异。     

单细胞测序方法研究进展

近年来,高通量测序技术(Next-generation sequencing,NGS)快速发展,已广泛应用于生命科学各个领域,但传统的混合细胞测序(Bulk cell sequencing)检测的是细胞群体的总平均反应,无法反应每个细胞的真实情况,这会影响研究者对细胞功能认知的准确性。单细胞测序技术(Single cell sequencing,sc-Seq)的出现,从一定程度上解决了传统测序固有的缺陷。单细胞测序是针对单个细胞的RNA或DNA进行测序,能够准确测出单个细胞的基因结构和表达状态,从而分析相同表型细胞的异质性。本文首先介绍单细胞测序的原理、测序类型和测序平台,有助于理解单细胞测序和在进行科研项目时设计合适的项目方案。进一步介绍单细胞转录组测序的分析流程和各种常用的分析工具或软件,并重点阐述单细胞转录组测序分析中的细胞聚类和拟时序分析的原理和研究进展,为进行单细胞转录组测序数据分析提供参考。最后,本文简述了单细胞测序研究热度、单细胞测序的应用、挑战和展望等,有助于更全面地认识单细胞测序。     

人U6基因POI Ⅲ启动子表达反义VEGF cDNA抑制SMMC-7721肝癌细胞VEGF表达的观察

 由 RNA聚合酶启动子在细胞内转录高浓度反义 RNA是抑制靶蛋白的一种有效手段 ,有报道 POI 启动子转录小分子 RNA存在效率不高 ,带有较多的非特异性序列等缺点 ,为了克服这些问题 ,表达反义 VEGF RNA的人 U6基因表达盒对人肝癌细胞株 SMMC- 772 1 VEGF表达的抑制作用进行了研究 .首先 PCR扩增 2 0 0 bp VEGF c DNA以正、反向插入人 U6 sn RNA.通过测序证实反向插入的正确性 .采用细胞原位杂交 ,RNA酶保护分析 ,Northern印迹来证实反义 RNA表达的情况 ,利用 RT- PCR方法研究了其对人肝癌细胞株 SMMC- 772 1 VEGF表达的抑制效果 .细胞原位杂交结果显示 U6启动子转录产物主要分布于细胞核内 ,细胞浆内亦有表达 ,RNA酶保护分析显示 U6基因 POI 启动子能高表达所需大小反义 RNA,Northern印迹结果显示脂质体 lipo-fectamine介导含 U6基因 POI 启动子的质粒转染人肝癌细胞株 SMMC- 772 1后 1 2 h即有表达且可持续表达 6 d. RT- PCR证实 U6基因 POI 启动子转录的反义 VEGF RNA能有效抑制SMMC- 772 1细胞 VEGF的 m RNA表达 .已有的研究结果揭示 POI 启动子是反义基因治疗中一种好的选择     

miRNA，siRNA，saRNA与基因表达调控

近年来的研究发现,生物体内存在着大量的非编码RNA（non．codingRNAs,ncRNA）,它们在染色质修饰、基因转录、RNA剪接和mRNA翻译等多种水平上参与了基因表达的调控。ncRNA中的小分子RNA如miRNA能够识别特定的目标mRNA,通过与mRNAs3’非翻译区结合,影响mRNA转录及蛋白质翻译;siRNA是RNA干扰的引发物,能够导致与dsRNA同源的mRNA降解,进而抑制相应基因表达;saRNA是目前最新发现的一种靶向目的基因启动子区的在转录水平激活目的基因表达的dsRNA。miRNA、siRNA和saRNA在生成机制、作用途径等方面关系密切,既区别又相互联系,小分子RNA的研究将是今后分子生物学的研究热点之一。     

Argonaute蛋白与小RNA的作用机制

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是在植物、动物、线虫、真菌以及昆虫等生物体中普遍存在的通过双链RNA(double strand RNA, dsRNA)诱导的抑制同源基因表达的一种保守的调控机制.小分子RNA通过特异性地识别结合RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex, RISC）对目标mRNA的表达在转录和翻译水平进行抑制.作为RISC的重要组成成分,Argonaute蛋白（Ago）发挥了至关重要的作用.为了进一步阐明Ago蛋白在RNA干扰中对小分子RNA的作用机制,本文介绍了Ago蛋白的结构、分类及其在RNA干扰机制中的作用,并着重阐述了目前已知的植物Ago蛋白对小分子RNA的几种作用机制,以及目前研究发现的Ago蛋白的功能作用,从而更进一步证实Ago蛋白对小分子RNA的作用是一个复杂的过程.