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文獻解讀|LncRNA經典研究思路

  • 由 非編碼研究園地 發表于 綜合
  • 2021-12-13
簡介今天這篇文獻主要是介紹INcRNA功能的原理和原因論文:The how and why of lncRNA function: An innate immune perspective(INcRNA功能的原理和原因:先天免疫視角)文章來源

側翼序列包括沉默子嗎

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今天這篇文獻主要是

介紹INcRNA功能的原理和原因

論文:The how and why of lncRNA function: An innate immune perspective(INcRNA功能的原理和原因:先天免疫視角)

文章來源 | 非編碼RNA研究園地(公眾號ID:ZKQF-RNA)

文獻解讀|LncRNA經典研究思路

摘要

下一代測序為人類轉錄體的組成提供了一個更完整的影象,

表明大部分“藍圖”是大量不被理解的非蛋白質編碼轉錄本

。這包括新發現的一類基因,稱為長非編碼RNA(IncRNAs)。

由於不同物種的印度RNA缺乏序列保守性,這意味著它們在生物學上的重要性最初受到了一些懷疑。

IncRNAs透過與蛋白質、RNA、DNA的相互作用或這些相互作用的組合來介導它們的功能。

它們的功能通常由它們的定位、序列和/或二級結構決定。

在這裡,我們提供了一個典型的方法,以研究這些基因的複雜性,重點是最近發現的先天免疫領域採取的方法。最後,我們討論了挑戰,以及新技術的出現,這些新技術將繼續推動這一領域的發展,並能更深入地瞭解這類基因的生物學重要性。

本文是Kotb Abdelmohsen編輯的題為:控制基因表達的ncRNA專刊的一部分

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導言

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雖然編碼基因在免疫細胞功能中的作用已被很好地描述,但是incRNAs在這些過程中的作用才剛剛開始顯現。

在這裡,我們以巨噬細胞啟用的生物模型系統為框架,展示了我們如何研究INcRNA生物學。

我們提供了一個循序漸進的指南,供我們在研究INcRNAs時參考。此外,我們還討論了挑戰,以及新技術的出現,這些新技術正在幫助我們研究這些基因的方式。

文獻解讀|LncRNA經典研究思路

INcRNA的分類和分子功能

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(A)根據它們相對於鄰近蛋白質編碼基因的基因組位置分類:

雙向的、基因間的、反義的、內含子的、增強子的、感重疊的。

(B)圖的左下角代表瞭如何轉錄調節INcRNA的活動。

轉錄啟用

被描述為基本的“第一部分”,以及在刺激模式識別受體(PRR)後的

炎症啟用

“第二部分”期間。三個incRNA例子基因顯示了A、B和C。

第三部分

描述了INcRNA如何經歷差異的異構體表達,這是共同調控的。在啟用轉錄過程中,INcRNA可以進行差異剪接,也可以利用炎症刺激後新的轉錄起始位點,如脂多糖(LPS)。

INcRNA的轉錄後調控分為三個部分:IV、V和VI。轉錄完成後,一個INcRNA可以經歷幾個過程。

第四部分

描述RNA修飾,它可以改變INcRNA分子的結構。這些修飾可以根據細胞的炎症狀態新增或刪除。

第五部分描述了miRNA的生物發生過程,其中

一個incRNA可以被加工成一個成熟的miRNA。

第六部分表明,如果一個

INcRNA有一個小的開放閱讀框(SmORF),它也可以被翻譯。

(C)圖的右下角顯示了INcRNA在細胞核和細胞質中的調節功能。在活化轉錄(基本為I部分或炎症II部分)過程中,INcRNA可以抑制基因(mRNA基因A和C)或啟用基因(mRNA基因A和B)。

IncRNA可以是轉錄因子增強活化的支架,也可以是染色質重構蛋白開啟或關閉染色質的支架。INcRNA

還可以透過影響穩定性、改變剪接活性、修改修改或甚至影響成熟mRNA的上限來調節mRNA轉錄的轉錄第三部分。

另外,INcRNA可以作為miRNA海綿,

間接抑制miRNAs靶向mRNA的表達。

最後,在翻譯過程中,INcRNA可以透過與核糖體或mRNA轉錄體結合來調節mRNA的翻譯。

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INcRNA的表達操控

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(A)RNA干擾作用於翻譯後,

在細胞質中降解轉錄本。

(B)Gapmers是由RNA和~10 nt DNA序列的核心片段組成的,對RNase H通路起關鍵作用。

(C)CRISPRI使用與KRAB結構域融合的CaS 9催化非活性版本。CRISPRi系統可以針對轉錄起始位點(TSS)

誘導異染色質轉錄沉默

CRISPR/Cas9可用於標記(D)剪接位點,或(E)利用

兩個側翼gRNAs刪除INcRNA基因座的特定區域。

(F)能在TSS下游插入多腺嘌呤基化訊號(3-5),從而導致轉錄的過早終止。這些多聚(A)訊號可以由氧氟沙星位置側翼,以允許其去除。

(G)CRISPRa系統可針對轉錄起始點(TSS)

誘導轉錄啟用。

(H)可以將incRNA序列(CDNA)克隆到帶有

天然啟動子或構成活性啟動子的質粒中(E.(EF1a,CMV)。

根據每一列的副標題中描述的標準比較不同的工具。

“靶”描述了INcRNA基因表達的哪些方面是靶向的,

例如轉錄(CRISPRi,C)或轉錄後沉默(RNAi,A)。

“可逆轉的功能損失?”這個工具在細胞中的沉默作用是可逆的嗎?一般來說,只有

核酸酶活性的Cas9活性(D)是不可逆的

,因為基因座的區域實際上被刪除了。

“表型型別”指的是該工具是否完全關閉了incRNA的表達。

亞純指的是,儘管有一定程度的壓制,但仍有某種程度的表達。只有競爭移除該位點才能完全消除其表達。

擊倒核子干擾RNA?涉及到許多群體所做的觀察,這些觀察表明RNAi在核中並不十分活躍(與其他技術不同)。

“表型時間”是指從計劃實驗到獲得表型的時間。

短:轉染RNAi和ASO(A和B)仍然是最快速的表型途徑,因為它們

不需要克隆或修改細胞。

中等:CRISPRi/a(C,G)除了產生功能CRISPRi/a細胞系外,還需要

設計和克隆特定位點的RNA。

中/長:CRISPR介導的缺失和加入多聚(A)訊號(D和E)都需要

篩選細胞

(製造單細胞克隆),以確定那些成功的修飾。

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INcRNA研究思路

文獻解讀|LncRNA經典研究思路

下面的流程圖為研究lncRNA提供了一個指南。

不是全部資料庫中的lncRNA都適用於開展研究

。候選lncRNA的選擇應考慮lncRNA的表達、種類和附近編碼基因的變化。

lncRNAs的

生物資訊表徵可以使用多種線上資料庫完成

表達驗證:包括表達驗證和

確認lncRNA實際上是非蛋白編碼

功能驗證涉及lncRNA調控基因表達,以及揭

示轉錄物中對其功能重要的特定順式元件。

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總結

文獻解讀|LncRNA經典研究思路

lncRNA已經被深入研究了幾十年。當時我們還不知道這些RNA代表了基因組中產生的最大的RNA基因家族。

RNA測序提供了對人類基因組前所未有的洞察,從而發現了大量的非編碼RNA轉錄物。

lncRNA的研究正以驚人的速度增長。

透過查詢已釋出的RNA測序資料來選擇lncRNA。

此外,由於

lncRNAs在表達模式上是細胞型別特異性的

,單細胞測序技術的持續發展將不斷最佳化和完善lncRNAs的資料庫。

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