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送给头号玩家的“彩蛋”大解析
发布时间:2018-04-27        浏览次数:74        返回列表

 一直以来lncRNA这个香饽饽,就如电影《头号玩家》中的“绿洲”般牢牢地吸引着众多科研玩家的目光,关于lncRNA也总有聊不完的话题。除大家耳熟能详的ceRNA研究套路外,还有系列神助攻来助力lncRNA玩家们装备与技能全方位升级,如甲基化、SNP、编码多肽等,让玩家们享受开挂般的刺激,冲击高分lncRNA文章。

​LncRNA繁多的新花样让不少科研“玩家”头晕目眩,不知道该如何下手。下面小编将lncRNA研究相关的精彩“彩蛋”一一呈现,以便“玩家们”自由选择。

彩蛋一:ceRNA研究(lncRNA+miRNA)

​ceRNA研究是最常见的机制研究之一,ceRNA在生理、病理研究中充当非常重要的角色,相关研究有助于在转录调控层面深入解析细胞发育,疾病发生发展等分子机理。

“玩家们”惯用的经典手牌是“lncRNA-miRNA调控模式”。整体研究思路可简单概括为这样婶儿滴:先确定产生作用的A基因,然后证明调控A基因表达的是B(miRNA),再证明调控B(miRNA)结合的是C(lncRNA)。下面经典案例来袭~

文章案例

Non-coding RNAs participate in the regulatory network of CLDN4 via ceRNA mediated miRNA evasion[1]

Nature Communications  IF:12.124

许多基因被报道在癌症的发展进程中发挥重要作用,作者通过构建共表达网络对胃癌中紧密连接蛋白Claudin-4(CLDN4)进行深入的研究。Claudin-4在胃癌组织中高表达,并与不良预后有紧密关系。研究发现miR-596和miR-3620-3p可通过结合CLDN4从而逆转胃癌细胞的增殖、迁移等过程。与此同时,LncRNA-KRTAP5-AS1、lncRNA-TUBB2A作为竞争性内源RNA可间接影响Claudin-4的功能发挥。利用ceRNA机制研究揭示ncRNA在CLDN4的调控网络中扮演重要角色。​

彩蛋二:甲基化(lncRNA+WGBS)

LncRNA可参与许多分子调控过程,如HOTAIR不仅可以参与转录水平的组蛋白的甲基化调控,亦可以在胞质中调控雄激素受体的泛素化,也可以参与到核内的DNA甲基化,调控转录本的转录。那么lncRNA和DNA甲基化方面的研究的近况如何呢?2018年国自然中lncRNA与甲基化相结合的研究就有6个,这个热点方向还不抓紧跟上。

文章案例

LncRNA epigenetic landscape analysis identifies EPIC1 as an oncogenic lncRNA that interacts with MYC and promotes cell-cycle progression in cancer[2]

Cancer Cell   IF:27.407

作者通过对TCGA、COSMIC中6475个肿瘤样本(20多个癌症)以及455癌细胞株的lncRNA的基因信息进行表观遗传表征分析,发现1006个lncRNA在癌症中复发性低甲基化,从中验证了EPIC1是致癌lncRNA。EPIC1通过结合MYC蛋白,调控下游基因表达,从而促进细胞周期进程。本研究拓展了已知癌症中的MYC激活机制,且在癌症研究中建立了lncRNA与DNA甲基化变化的详细知识库,有助于鉴定驱动癌症的lncRNAs。​

彩蛋三:SNP(lncRNA+GWAS)

lncRNA研究是转录组测序技术中非常吸引人的研究对象,向人们揭示基因组中知之甚少的“暗物质”。GWAS(Genome-wide association study),即全基因组关联分析,是指在全基因组范围内找出存在的序列变异,即单核苷酸多态性(SNP),从中筛选目标SNPs。科研“玩家们”创新性地把GWAS研究发现的SNP与lncRNA结合起来,阐明lncRNA上的易感SNP是如何在生物过程中发挥作用的,已应用于生物学、医学领域。

文章案例

Pancreatic cancer risk variant in LINC00673 creates a miR-1231 binding site and interferes with PTPN11 degradation[3]

Nature Genetics   IF:27.959

首先GWAS研究发现了33个显著(P ≤ 1 × 10-6)的胰腺癌易感SNPs。通过整合分析又新发现坐落在LINC00673上的rs11655237是胰腺癌的一个易感位点。而这个SNP的突变位点产生,恰好形成了miR-1231的作用靶点,能使miR-1231竞争性地结合LINC00673。而LINC00673在胰腺癌中起到一个抑癌作用,这个SNP突变体起到减弱LINC00673的抑癌作用,从而阐明了这个易感SNP为什么会增加胰腺癌风险。​

彩蛋四:编码多肽(lncRNA+circRNA编码功能)

​越来越多的研究表明,有的lncRNA和circRNA也能编码多肽或蛋白[4-6],且部分多肽还具有重要生理功能,因此近年来对lncRNA编码功能方面的研究也备受科研“玩家们”的青睐。

文章案例

mTORC1 and muscle regeneration are regulated by the LINC00961-encoded SPAR polypeptide[7]

Nature   IF:40.137

利用全基因组测序分析、反转录PCR和实时定量PCR等生物技术揭示出LINC00961编码的多肽在调节mTORC1蛋白复合物的活性中发挥着重要作用,其中mTORC1蛋白复合物是细胞内的一种关键性的营养获得性传感器。这种复合物也调节包括翻译、代谢、细胞生长和增殖在内的多种细胞过程,因而它的功能发生变化能够导致癌症等疾病。鉴于LINC00961编码的多肽似乎特异性地阻断mTORC1感知氨基酸刺激的能力,研究人员将这种lncRNA编码的多肽命名为SPAR(Small regulatory Polypeptide of Amino acid Response, 小调节性的氨基酸反应多肽)。​

​​本期彩蛋放送就到此结束,“玩家们”还不快试试看能否成功破解迷宫难题,摘得绿洲大门的钥匙呢?后续更多精彩资讯,敬请关注安诺基因公众号。

安诺优势

​周期

快速周期+提速版普通周期(任你选);

经验

丰富的物种经验,项目经验10000+;

平台

安诺自动化转录组建库平台+自动化分析平台;

分析

标准分析、ceRNA层面联合,转录组与表观研究联合、转录组与Hi-c研究联合,转录组与蛋白组联合,转录组与代谢组联合等。

安诺基因lncRNA测序拥有丰富的项目经验,全面的分析内容(多组学联合+ceRNA分析),更综合下游合作公司资源,涵盖lncRNA筛选、分子生物学鉴定、直接靶点筛查、生物学功能研究、lncRNA-蛋白-DNA/lncRNA-RNA等多项功能验证研究,为您提供全面的一站式服务!您感兴趣的彩蛋,碗里都有!

参考文献

​[1] Song Yong-Xi, Sun Jing-Xu, Zhao Jun-Hua, et al. Non-coding RNAs participate in the regulatory network of CLDN4 via ceRNA mediated miRNA evasion[J]. Nat Commun, 2017, 8(1): 289.

[2] Wang Zehua, Yang Bo, Zhang Min, et al. lncRNA Epigenetic Landscape Analysis Identifies EPIC1 as an oncogenic lncRNA that Interacts with MYC and Promotes Cell-Cycle Progression in Cancer[J]. Cancer Cell, 2018, 33(4): 706-720.e9.

[3] Zheng Jian, Huang Xudong, Tan Wen, et al. Pancreatic cancer risk variant in LINC00673 creates a miR-1231 binding site and interferes with PTPN11 degradation[J]. Nat.Genet., 2016, 48(7): 747-57.

[4] Nelson Benjamin R, Makarewich Catherine A, Anderson Douglas M, et al. A peptide encoded by a transcript annotated as long noncoding RNA enhances SERCA activity inmuscle[J].Science, 2016, 351(6270): 271-5.

[5] Pamudurti Nagarjuna Reddy, Bartok Osnat, Jens Marvin, et al. Translation of CircRNAs[J].Mol.Cell, 2017, 66(1): 9-21.e7.

[6] Yang Yun, Fan Xiaojuan, Mao Miaowei,  et al. Extensive translation of circular RNAs driven by N-methyladenosine[J]. Cell Res., 2017, 27(5): 626-641.

[7] Matsumoto Akinobu, Pasut Alessandra, Matsumoto Masaki, et al. mTORC1 and muscle regeneration are regulated by the LINC00961-encoded SPAR polypeptide[J] . Nature, 2017, 541(7636): 228-232.

 

文案:转录组产品经理 范如婷

设计:胡珊珊​​​​

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