miRNA的研究进展

近来,人类发现了一些不同种类的小RNA分子,其中miRNA是人类新发现的一类小RNA,它在进化上具有保守性,在数量、序列、结构、表达和功能上具有多样性.目前,大约已发现了100多种miRNA,它们存在于不同的生物中,从四膜虫、线虫、植物、动物到人都已发现了不同的miRNA.miRNA的主要功能是调节内源基因表达,它在基因活动调控网络中扮演了重要的角色.miRNA与siRNA关系密切,它们既具有相似性,又具有差异性.小RNA分子研究将是今后分子生物学的研究热点之一.     

胆囊结石患者血清microRNA表达谱及其意义

目的:建立胆囊结石患者与健康人的血清microRNA(miRNA)表达谱,并分析其差异miRNA功能。方法:收集解放军总医院诊治的胆囊结石患者的血清(试验组)及健康人的血清(对照组),采用miRNA测序技术,建立胆囊结石患者的miRNA表达谱,并通过qPCR技术验证其差异miRNA,利用生物信息学技术预测其差异miRNA的生物功能。定量资料以x±s描述,两组数据间比较采用t检验。结果:试验组与对照组miRNA表达谱序列分别为14 899 245和11 783 121个,miRNA种类分别为686和633个,其差异表达miRNA为16个,均为下调。GO分析显示差异miRNA的靶基因在细胞过程上富集于细胞转化、生物调节和代谢过程等,在细胞组成上富集于细胞成分和细胞器成分等,在分子功能上富集于结合和活性催化等;KEGG功能分析显示差异miRNA的靶基因主要参与环腺苷酸、催产素、生物节律等代谢通路。利用qPCR方法验证miR-1228、miR-1249、miR-3614和miR-766在2组间差异趋势与测序结果基本一致,其中miR-1228、miR-3614和miR-766在2组间存在统计学差异,而miR-1249无统计学差异。结论:血清中的差异miRNA在胆囊结石的形成中可能发挥重要作用,其对胆囊结石疾病的防治具有重要意义。     

人工miRNA沉默基因的研究

人工miRNA(amiRNA)是一种高效的基因沉默技术,其原理是以植物内源miRNA的前体为基本骨架,将其茎环结构中的miRNA/miRNA*序列替换为amiRNA/amiRNA*序列,使产生的amiRNA作用于目标靶基因,以实现对靶基因表达的抑制。以拟南芥中转录因子基因MYB28为例,介绍了amiRNA的设计基本原理和构建方法。在MYB28基因序列的3'端、5'端和中间部分分别设计了amiRNA,以拟南芥内源的miRNA 319a前体为骨架,以靶向于MYB28的amiRNA序列替代原有的miRNA 319a序列,在拟南芥中过量表达,获得的转基因植株中MYB28表达水平平均降低了86%。根据试验结果对人工miRNA沉默基因技术的特点及应用前景进行了讨论。     

microRNA多态性与肿瘤发生和药物反应相关

microRNA(miRNA)是进化保守的、非编码单链小RNA,长度约为18-25个核苷酸.作为基因表达的微观管理者,miRNA通过结合在mRNA的3′-UTR抑制翻译过程或使其降解.miRNA多态性是指一类能够干扰miRNA功能的新多态性或单核苷酸的多态性.这种多态性不仅出现在pri-miRNA、pre-miRNA和成熟的miRNA序列中;也可以出现在靶基因3′-UTR;还可以呈现在miRNA基因表观遗传学的改变.miRNA多态性可能导致疾病的产生,也可以判断临床用药疗效及预后监测.目前miRNA多态性正在作为疾病（尤其是肿瘤）生物学研究的强有力工具,而且已应用于疾病的诊断和预后.     

日本七鳃鳗物种特异性microRNAs及其前体的识别与验证

MicroRNAs(miRNAs)对参与多种生物代谢过程的基因在转录及转录后水平进行负调控。近年来,随着深度测序及芯片技术的应用,有关miRNA的发现和功能分析在植物和动物中得到广泛研究。文章利用第二代测序技术对日本七鳃鳗(Lampetra japonica)白细胞的小RNA进行了高通量测序,共得到5 207 787条小RNA序列,其中4 739 346条序列可以拼接为10 989种mi RNA变体。基于序列相似性分析,发现这10 989个变体序列与306个已知的保守mi RNA家族成员序列相匹配;其中,6个保守miRNA家族成员呈极高丰度表达,表明mi RNA在物种间具有保守性。70个未注释序列被预测为新的miRNA。通过miRNA微阵列技术鉴定与验证了34个新预测的mi RNA在免疫处理的日本七鳃鳗白细胞中表达,其中16个mi RNA前体的最低折叠自由能系数大于0.85,说明日本七鳃鳗存在特异性miRNA。这些物种特异性miRNAs的存在可能在日本七鳃鳗的白细胞生长、发育和对疾病的反应中发挥重要的调控作用。     

兰州熊蜂蜂王头部产卵相关microRNA生物信息学分析

【目的】头部是熊蜂感觉和取食中心,也是生理行为的指挥中心。microRNA（miRNA）参与重要生理行为的调控。本研究初步探索了产卵和未产卵兰州熊蜂Bombus lantschouensis蜂王头部差异表达miRNA及其靶基因,以期探明蜂王头部miRNA在产卵过程中作用。【方法】以本土优良蜂种兰州熊蜂 B. lantschouensis 为材料,利用Solexa高通量测序技术对产卵和未产卵蜂王头部miRNA进行测序,运用生物信息学软件对miRNA及其靶基因进行预测;并应用qPCR技术验证极显著差异表达的miRNA。【结果】共获得兰州熊蜂产卵和未产卵蜂王头部miRNA的clean data数,分别为14 228 864和21 431 031 条reads;长度分析表明,在19~24 nt序列中22 nt序列数量最多,分别占产卵和未产卵蜂王序列的45.8%和45.1%。miRNA预测结果显示,共获得297个miRNA,其中270个为已知miRNA,有92个存在于蜜蜂中,其余178个分别存在于蜜蜂以外的其他物种中;另外27个为新的miRNA。在蜜蜂92个已知的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有91个,特异表达的有2个;在未产卵蜂王头部中表达的共有90个,特异表达的有1个。27个新的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有22个,特异表达的有2个;未产卵蜂王头部中表达的共有25个,特异表达的有5个。miRNA差异表达分析表明,在产卵与未产卵蜂王头部,共有8个已知miRNA表达量达到差异极显著水平（P<0.01）。qPCR结果表明,这8个表达差异极显著的miRNA均存在于熊蜂体内。在8个差异极显著的miRNA中,3个miRNA进行靶基因预测,发现它们共同调控9个靶基因,这些基因主要参与GTP结合和转录调控。【结论】本研究首次利用高通量测序技术鉴定了熊蜂头部组织的miRNA,并发现蜂王产卵与否受到miRNA差异表达的调控。结果为今后深入开展熊蜂miRNA功能验证及产卵调控机制研究奠定了基础。     

小菜蛾幼虫偏好表达的microRNA鉴定及功能研究

[目的]microRNA(miRNA)在昆虫生长发育中发挥重要功能,本研究拟通过鉴定小菜蛾不同发育阶段的miRNA,挖掘幼虫偏好表达的miRNA及其潜在功能.[方法]对小菜蛾卵、3龄幼虫、蛹和成虫的miRNA开展高通量测序,结合生物信息学分析方法,筛选在幼虫期偏好表达的miRNA;借助实时荧光定量PCR技术,验证候选m...     

miRNA异构体：miRNA序列多样性

微RNA（microRNA,miRNA)是一类抑制基因表达的调控分子,在多种生物学进程中扮演重要角色。近来,基于新一代测序技术获得的小RNA测序数据发现,对于某一miRNA来说,它并不是单一的序列,而是由一系列长度/序列及表达不同的异构微RNA (isomicroRNA, isomiRNA/isomiR)所组成。这些isomiR表达多样且序列多样,甚至引入多样的5′端及种子区域。特定miRNA位点在疾病组织中可具有异常的表达模式,现已证实,部分isomiR具有重要的生物学功能。所关注的经典miRNA序列,其实仅是多重isomiR序列中的1条特殊序列,仅从miRNA角度的研究已不足以揭示小RNA的奥秘,全面的研究应同时在miRNA和isomiR中开展,由此可进一步拓宽miRNA的研究思路。本文主要从isomiR的生物学特点、表达及功能等方面进行介绍。     

PLOD3基因3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控

microRNAs(miRNAs)是一类在转录后水平调控基因表达的不编码蛋白质的小RNA(长度20—24个碱基)。其中,miR-124a是一个在哺乳动物中枢神经系统高度表达的miRNA,在神经前体细胞向神经元分化的过程中起着举足轻重的作用。由于miRNAs特异性地识别靶基因的3′端调控区(3′UTR)的靶序列,因此,在人类起源过程中基因3′UTR的单核苷酸序列变异有可能导致miRNA调控的改变。通过靶基因预测和3′UTR区在哺乳动物代表物种间的同源序列比较,我们发现miR-124a的靶基因中有一个基因(PLOD3)3′UTR的靶位点中存在人类特异突变位点。利用体外报告基因系统,发现PLOD3基因3′UTR靶位点中所含的一个人类特异的突变导致miR-124a对PLOD3的调控效率降低。研究表明,miRNAs靶基因3′UTR的序列变异具有功能效应,它有可能是人类中枢神经系统在起源和演化中发挥关键作用的重要遗传机制之一。     

新一代测序技术应用于microRNA检测

MicroRNAs(miRNAs)是一类在进化上高度保守的非编码小分子单链RNA(~22nt),在基因转录后调控中发挥至关重要的作用。越来越多的证据表明,miRNAs参与很多重要的生理和病理过程,例如发育、器官形成、调亡、细胞增殖、肿瘤发生等。近年来飞速发展的新一代测序技术在miRNA检测方面具有重要的应用。文章简要介绍了新一代测序技术3大平台的基本步骤和原理,测序数据的生物信息学分析方法以及新一代测序技术在miRNA方向的主要应用。相比于传统的miRNA检测方法,新一代测序技术具有通量高、对遗传物质检测完全且准确度高,可重复性好等优点,在探索新miRNA、miRNA互补链、miRNA编辑、miRNA异构体检测以及miRNA靶基因检测等方面具有巨大优势。随着新一代测序技术的不断发展,测序成本不断降低,在未来几年,新一代测序技术的使用率或将大大增加。新一代测序技术的不断应用将进一步促进人类对于miRNA在各种生理病理过程中的功能和调控的认识。     

计算识别microRNA及其靶基因

小RNA的发现为基因调控系统研究提供了新的方向。在多数物种中已经发现了大量的小RNA。这一领域已经成为了近来研究的热点,在研究起始阶段,计算学方法已经成为实验研究中不可或缺的工具,许多发现是由生物学实验与计算学方法共同合作来完成的。在这篇综述中,我们总结了前人关于小RNA及其靶基因识别的理论知识。最后,讨论了关于预测小RNA及其靶基因的计算学方法和相关软件。     

Real time PCR profiling of 330 human micro-RNAs

The small size of miRNAs makes profiling of all the 462 known human miRNAs difficult using single cell samples. Recently, we showed that judicious sequence partitioning between RT primers and second strand synthesis primers permitted multiplexed RT-PCR amplification of miRNA in very small samples to allow individual real time PCR quantification. Here, we show that zip coding the primers and TaqMan probes with sequences specific to each miRNA greatly improves reaction specificity, which permits the profiling of all miRNAs in a single multiplexed RT-PCR reaction.     

Mi-DISCOVERER: A bioinformatics tool for the detection of mi-RNA in human genome

MicroRNAs (miRNAs) are 22 nucleotides non-coding RNAs that play pivotal regulatory roles in diverse organisms including the humans and are difficult to be identified due to lack of either sequence features or robust algorithms to efficiently identify. Therefore, we made a tool that is Mi-Discoverer for the detection of miRNAs in human genome. The tools used for the development of software are Microsoft Office Access 2003, the JDK version 1.6.0, BioJava version 1.0, and the NetBeans IDE version 6.0. All already made miRNAs softwares were web based; so the advantage of our project was to make a desktop facility to the user for sequence alignment search with already identified miRNAs of human genome present in the database. The user can also insert and update the newly discovered human miRNA in the database. Mi-Discoverer, a bioinformatics tool successfully identifies human miRNAs based on multiple sequence alignment searches. It's a non redundant database containing a large collection of publicly available human miRNAs.     

哺乳动物的miRNA研究

微小RNA(microRNA,miRNA)是新近发现的一类重要非编码调控RNA,以转录或转录后水平调节方式参与哺乳动物发育(细胞生长、分化、凋亡)、免疫调节及疾病发生等过程。就miRNA的形成及作用机制,哺乳动物中miRNA发现策略、靶位点的识别,miRNA功能研究进行综述,为类似研究提供参考。     

miRNA体内作用靶标鉴定的策略

miRNAs是一类重要的基因表达调节因子,近年的研究表明miRNA在控制细胞的生长发育、分化、凋亡等过程中发挥着十分重要的作用。但对miRNA作用机制和分子功能的研究却进展缓慢,归其原因是miRNA和靶标之间非完全配对,缺乏快捷有效的靶标鉴定方法。因此,就miRNA靶标鉴定的策略作一综述。miRNA调节靶标的鉴定有助于揭示一些疾病的致病机理,发现可用于治疗的新分子靶标,为基因治疗奠定基础。     

miRNA及其靶位点多态性的研究进展

微RNA(microRNA,miRNA)是一类进化上保守、长度为21～23nt的非编码单链小RNA,参与个体发育、器官形成、细胞增殖、分化和细胞凋亡等生物学过程,并在其中发挥重要的调节作用。近年来研究发现,miRNA及其靶位点的多态将引起不同类型的疾患。文章主要从miRNA及其靶位点的多态类型,以及由多态性引起的相关疾病等方面来阐述miRNA的最新进展。     

人源microRNA分子表达库的构建

microRNA(miRNA)是一类长度为22nt左右的单链非编码小RNA分子,通过与靶mRNA分子结合而沉默其表达.目前,虽然在多种生物中发现了大量的miRNA,但对它们的功能还知之甚少.为了深入研究miRNA的功能,构建了一个包括170多种人源miRNA表达载体的miRNA分子表达库,并对部分表达载体采用RNA印迹及双荧光素酶分析技术进行验证.实验证明:这些miRNA表达载体在HEK-293细胞内可以高水平表达miRNA前体和成熟的miRNA,并且能抑制含有相应靶位点的报告基因的表达.这些结果表明:该miRNA表达库可以表达功能miRNA,并可用于miRNA功能的筛选和研究.     

植物 miRNA

植物RNA家族中最近发现和研究的一个新种类miRNA,它与动物体内的miRNA有相似点,但也有不同。它参与指导mRNA的剪切,影响转座子,目前在拟南芥中发现了19种miRNA,由Dicer酶和Argonaute蛋白作用下产生的,通过与目标序列的互补影响mRNA剪切和DNA甲基化,引起相关生理过程的发生。     

与肿瘤相关的MicroRNA研究进展

MicroRNA（smiRNAs）是一类进化上保守的单链非编码小分子RNA,它作为基因表达调控因子在转录后水平调节基因表达。最近研究发现,miRNA能够控制细胞生长、凋亡及分化;miRNA的表达与癌症相关,并在肿瘤的形成过程中发挥着重要的作用。因此,miRNA的研究对于揭示基因表达的调控机理、人类疾病防治及生物进化探索具有重要意义。     

miRNA功能的研究进展

综述了miRNA功能的最新研究进展。miRNA是一类长度约20~24nt的非编码调控单链小分子RNA,其功能和作用是近年来分子生物学界关注的重点。这些微小的RNA控制着包括细胞增殖、凋亡、器官发生、发育、造血以及肿瘤发生等若干途径。最近研究发现,miRNA可能同时具有肿瘤抑制因子和源癌基因的功能,并且可能在癌症的诊断和治疗中发挥重要的作用。miRNA可以通过影响或者调控细胞增殖、分化过程中的信使RNA和关键蛋白质等参与细胞的发育。此外,miRNA对多种植物激素的调控作用对于植物体的发育也具有重要意义。