长链非编码RNA研究进展周刊(1期)

来源: 联川生物技术公司   2017-12-5   访问量:335评论(0)

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非编码RNA(ncRNA)是一组缺乏蛋白编码的内源RNA,分为小RNA和长链非编码RNA(lncRNA)。之前的研究多关注蛋白编码基因,对ncRNA功能知之甚少,甚至称其为转录“噪音”。然而,近年来的研究发现,ncRNA在多个生物学过程中起着重要的作用。自ncRNA概念提出以来,该领域就成为研究热点,而关于长链非编码RNA(lncRNA)的研究则是ncRNA研究的重点,相关的研究文章也在近年呈现爆发性的增长。下面就一起浏览一下本周都有哪些相关的报道吧:


浙江大学研究人员开发出用于体内肿瘤成像的新型lncRNA MALAT1近红外光学探针

 

随着新一代测序技术的出现,对长链非编码RNA(lncRNA)的研究日益深入。浙江大学研究人员着手开发一种新型lncRNA MALAT1近红外光学探针,本研究评估了该光学成像探针的体外特性,并确定其是否可用于MALAT1在恶性肿瘤体内表达的成像。

利用标准的NHS酯(N-羟基琥珀酰亚胺)程序完成Cy5.5与MALAT1 ASO的偶联,利用Glen-Pak DNA纯化柱和反相高效液相色谱(HPLC)纯化标记的MALAT1 ASO。体外细胞摄取结果显示,细胞结合率随着最终浓度的增加而增加,并且随着MHCC-LM3肿瘤细胞流式细胞分析温育时间的增加而增加。体内光学成像显示肿瘤5'(Cy5.5)-MALAT1 ASO摄取在30分钟时达到最大值。4小时到48小时,逐渐观察到与正常组织产生高对比度。体内竞争测定实验显示肿瘤对探针的摄取很少,表明体内肿瘤的有效竞争、探针结合的选择性和保留性。本研究结果表明Cy5.5标记的MALAT1 ASO可以作为体内肿瘤表达MALAT1成像强大的光学探针。更重要的是,光学探针的成功开发为lncRNAs领域的特定分子诊断提供了基础。

 

图1 5'(Cy5.5)-MALAT1靶向特异性的体内动态成像研究


大规模预测scaffolding lncRNAs的计算方法


人转录组含有数千个长链非编码RNAs(lncRNAs)。表征它们的功能是目前的挑战。一个新兴的概念提出lncRNAs可以作为蛋白质的scaffolds,形成核糖核蛋白并使蛋白质相互接近。然而,只有少数scaffolding lncRNAs已被定性,并且这种功能的普遍性是未知的。

本研究中Aix-Marseille University的研究人员Inserm提出了第一个大规模预测scaffolding lncRNAs的计算方法。作者使用catRAPID omics算法预测了迄今为止最大的人类lncRNA-蛋白质互作网络。结合组织表达和统计学方法,研究人员确定了847个lncRNAs(约为长链非编码转录组的5%),并预测了它们是一半已知蛋白复合物和网络模块的scaffold。研究表明,某些lncRNAs与疾病的关联可能涉及到它们scaffolding的能力。总的来说,这些结果首次表明蛋白质复合物和模块的RNA介导的scaffolding可能是人类细胞中的普遍机制。

图2 数据生成和分析工作流程



lncRNAs在棉花抗真菌疾病中的作用


lncRNAs在植物生长中具有几种已知的功能,但是它们在植物疾病响应中的作用仍然大部分未知。本研究中,Durham University和华中农业大学的研究人员鉴定了一个在棉花中响应真菌抗性的lncRNA。研究人员在两个棉花品种进一步揭示其在抗性响应过程的保守性和特异性。

对于两个保守棉花品种,作者发现Dt亚基因组中诱导的lncRNAs的表达优势,表明在异源四倍体棉花的共存亚基因组中存在偏倚的诱导模式。比较分析抗性海岛棉’7124'与易感G.陆地棉 “YZ1”两个品种中lncRNA的表达及其功能揭示了独特的疾病反应机制。物种特异性(LS)lncRNA含有更多的SNP,并在感染后显示出比物种保守(core)lncRNA更强的诱导水平。GO 富集分析表明LS lncRNAs和core lncRNAs在生物刺激过程中表现出不同的作用。进一步功能分析显示两个沉默发芽的core lncRNAs GhlncNAT-ANX2-和GhlncNAT-RLP7-显示出对V. dahliae和Botrytis cinerea的抗性增强,这可能与LOX1和LOX2的表达增加有关。本研究首次表征了参与真菌抗性的lncRNAs,为阐明棉花抗真菌疾病应答机制提供了新的线索。

图3 比较两个不同棉花品种lncRNA的诱导表达模式


NONCODEV5 -一款全面的lncRNAs注释数据库


NONCODE是一个系统化的数据库,致力于提供非编码RNA(ncRNAs)尤其是长链非编码RNA(lncRNAs)最完整的注释。自从NONCODE 2016在两年前发布以来,由于下一代测序成本的降低,鉴定出的新型ncRNA的数量不断增加,从而导致新鉴定lncRNAs数据的大爆发。

第三代测序革命也提供了更长、更准确的注释。而且,通过生物实验证实的证据越来越多,为lncRNA的功能提供了更全面的知识。通过收集近两年来发表的文献中新鉴定的ncRNA,并将最新版本的RefSeq和Ensembl进行整合,扩大了ncRNA数据库。此外,猪首次被纳入数据库,使物种总数达到17个。NONCODEV5中的lncRNAs数量从527,336个增加到548,640个。NONCODEV5还引入了三个重要的新特征:(i)构建了人类lncRNA-疾病关系和SNP-lncRNA-疾病关系; (ii)揭示了人外泌体lncRNA表达谱; (iii)预测NONCODE人转录物RNA的二级结构。


循环lncRNAs作为肝细胞癌的诊断标记物


作为用于预测人类疾病诊断或预后的生物标志物,循环(浆液性或浆细胞性)长链非编码RNA(lncRNA)已被充分记录。由于阿尔法甲胎蛋白(AFP)敏感性或特异性的限制,研究人员发现一簇lncRNA可作为肝细胞癌(HCC)的指纹。本研究中,淮安市第一人民医院的研究人员将所有已报道的HCC中的循环lncRNA作为候选靶点,并在独立队列中进行检测。

候选lncRNA通过qRT-PCR验证后分为训练组和验证组。风险评分分析用于评估lncRNA的潜在诊断能力或与AFP相结合的值。工作特征曲线(ROC)用来表示敏感性或特异性。在10个候选循环lncRNA中,LINC00152,RP11-160H22.5,XLOC014172和LOC149086,在训练组中存在显著差异。进一步的验证结果显示,与慢性肝炎(CH)患者或健康对照相比,LINC00152,RP11-160H22.5和XLOC014172可能是HCC的指纹图谱。风险评分分析显示,三种lncRNA与AFP的结合值在曲线下面积(AUC)分别为0.986和0.985时可区分HCC与CH或健康对照组。

图 ROC分析HCC三种潜在的生物标志物


参考文献:

1.Meng-Jie Dong,et al. Development of novel long noncoding RNA MALAT1 nearinfrared optical probes for in vivotumour imaging.Oncotarget. 2017; 8:85804- 85815.

2.Ribeiro DM,et.al. Protein complex scaffolding predicted as a prevalent function of long non-coding RNAs.Nucleic acids research , 2017.

3.Zhang, L,et al. Long non-coding RNAs involve in resistance to Verticillium dahliae, a fungal disease in cotton.Plant biotechnology journal.2017

4.Fang S,et al. NONCODEV5: a comprehensive annotation database for long non-coding RNAs.Nucleic Acids Res. 2017

5.Weidong Yuan,et al. Circulating LncRNAs Serve as Diagnostic Markers for Hepatocellular Carcinoma.Cell Physiol Biochem 2017;44:125-132


本周lncRNA相关报道就讲到这里了,下期见~

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黄媛 编辑



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