1. HGP时期低通量RNA序列研究方法
• Sanger测序
▷Gene clone
▷Full-length mRNA
▷dbEST/Unigene database
• Microarray技术
▷Tiling array: 瓦片层叠芯片
2. 高通量测序时代
• DNA测序:全基因组de novo测序;全基因组重测序;宏基因组测序;人类外显子组捕获测序等
• RNA测序:转录组测序;小RNA测序;非编码RNA测序(不带polyA的RNA测序)
PS:rRNA去除的RNA测序,测到的是mRNA和所有非编码RNA
• 表观基因组研究:ChIP-Seq;DNA甲基化测序
3. 非编码RNAs (ncRNAs)
指不被翻译成蛋白质的RNA,以RNA分子的形式完成其生物学功能的RNA。
目前对ncRNAs种类的界定没有同意的说法,可按功能、长度、细胞定位等具有不同的分类,其中,按功能分主要有以下两类:管家ncRNAs (house keeping ncRNAs),包括tRNAs, rRNAs, snRNAs, snoRNAs, SRPRNA;另一类为调节ncRNAs (regulatory ncRNAs)
4. 长非编码RNAs (lncRNAs)
指的是长度大于200nt的功能RNA分子。其中有一类是带polyA,另一类不带polyA,前者的特征和mRNA类似,比如:也被RNA polymerase II转录,具有polyA信号,加帽,可被剪接等;后者没有polyA tail的lncRNAs也有剪接现象。
lncRNAs的特性:在序列上不保守,且表达量低,组织特异性强,通常与蛋白编码基因协同表达,共同参与众多生物过程。
lncRNAs的功能:主要调节蛋白编码基因的表达、稳定性及亚细胞定位,包括基因印迹的控制,X染色体的补偿,应激反应,免疫反应,细胞的分化和发育,疾病、肿瘤等,eg, 哺乳类Xist基因编码的ncRNA可使雌性两条X染色体中随机失活1条,达到剂量补偿的目的。
5. lncRNAs: Genomics, Functions, Methodologies, Modes of Actions
(1) RNA生物学研究历史
(2) ENCODE计划
ENCODE计划是HGP之后美国政府启动的来揭示人类基因组中每段DNA的功能,尝试读懂人类遗传密码。(http://www.gencodegenes.org/)
(3) Forms of lncRNAs
Major forms: lincRNA, Enhancer RNA, antisen-lincRNA
Other forms of lncRNAs: sno-lncRNA(在lncRNA的两端有一些snoRNA来保护), Circular RNA(无polyA尾,头尾连接形成环形RNA,可能来源于intron剪切,也有可能是两个外显子的连接)
(4) In Cis- or Trans-
可把lncRNAs的功能大致分为两类,一类被转录出来之后就近发挥作用,直接调控旁边基因的表达,被称为function in cis-. eg, HOTTIP这个lncRNA,调控附近基因组区域的组蛋白甲基化修饰状态;女性中转录了Xist lincRNAs的那条X染色体失活。另一类lncRNA被转录出来后并不在转录位点附近发挥作用,而是到远端发挥作用,被称为Trans-acting lncRNAs。
(5) 特征
Low abundance (低表达量),Tissue-specificity (组织表达特异性强,只在一种或少数几种组织中表达)
(6) Several well-characrerized lncRNA with detailed molecular mechanisms
(7) Four principles of nucleic acid and protein interactions
RNA-Protein, DNA-RNA, Protein-DNA, RNA-RNA