非编码RNA常见套路

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听说你国自然中标了？恭喜恭喜

科研热点

小瑞听到身边朋友最近谈论最多的就是

国家自然基金你中了没？

XX省自然基金你中了没？

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于是，小瑞总结了一部分'套路'，我们先看看2017年中标的国自然都在研究啥？

肿瘤学  疾病 食品科学

健康依旧是主旋律，疾病研究依旧是热点

小瑞今天就从转录组学入手去研究疾病的发生发展机制，特别是从非编码RNA入手，是这几年的一大热点。作为这两年非编码RNA领域的两个香馍馍，

long noncoding RNA（lncRNA）

和

circular RNA（circRNA）

他们有什么样的研究特点？在写国自然时，我们可以从哪些方向入手呢？

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IncRNA篇

近三年，国自然资助的项目从不到200到近两年到300多，直指400，火热程度可见一斑。虽然，大家可能觉得lncRNA已经不是新东西了，但是，从这里，你不得不承认，lncRNA还是热点。

当我们在设计lncRNA的机制研究思路时，可以从以下五个方面入手：

lncRNA在染色质层面调控基因表达

当进行深入的lncRNA功能研究时，第一步肯定会看看lncRNA的细胞定位。如果我们发现lncRNA定位于细胞核，那就要考虑它是否会在染色质层面起调控作用。那么，你所要做的工作包括以下：（1）确认lncRNA是否能与染色质结合；（2）染色质状态是否受lncRNA影响；（3）具体的调控区域是什么；（4）lncRNA结合蛋白鉴定（很多时候是需要一些蛋白参与）；（5）靶基因表达是否受lncRNA影响。如果这些问题您都能很好的回答，那么该研究的发表文章水平肯定不会低的（Atianand et al., 2016, Cell 165, 1672–1685。）。

 lncRNA cis调控机制

根据lncRNA在基因组上的位置，我们会发现很多lncRNA的前后左右会有mRNA存在。很多研究就发现，这类lncRNA会调控其附近mRNA的表达（Wang et al., 2015, Cell Stem Cell 16, 413–425）。在这种情况下，首先需要确认lncRNA与cis靶基因之间是否有表达相关性，把lncRNA干预表达后，mRNA表达是否受影响；另外，后续的研究也需要看看该lncRNA是否会招募一些蛋白或复合体，再去结合到mRNA的启动子区去实现调控功能的。

   lncRNA trans调控机制

如果该lncRNA附近有功能基因表达的改变，该lncRNA可能是通过cis调控实现。但如果没有，可以考虑trans靶基因调控。在这种情况下，可以先通过实验去筛选和该lncRNA可能结合的蛋白，或者通过trans靶基因预测，来寻找可能下游靶向mRNA；然后去分析lncRNA和靶基因的表达相关性。后期的工作就是去证明该lncRNA和结合蛋白是否真的是结合到靶基因启动子区是实现mRNA的表达调控（W Li et al.,2016 ,Cell Death and Disease 7, e2225.）。

      lncRNA作为ceRNA调控分子

ceRNA调控机制是lncRNA在细胞质中起转录后调控的重要方式之一。现有的研究发现，lncRNA可以作为miRNA的“sponge”,竞争性地结合miRNA，进而影响miRNA对下游靶基因的调控。因此，这种调控机制的一个最核心的前体就是，lncRNA和某一个mRNA拥有共同的结合miRNA。有的这个基础后，用实验去证明这三者之间的调控关系就可以了（Qu et al., 2016, Cancer Cell 29, 1–16.）。

mRNA-antisense调控mRNA稳定性

有一类lncRNA很特殊，它们是由mRNA的antisense转录而来，而这种lncRNA对同源mRNA很有可能有调控作用，特别是转录后——mRNA的稳定性。因此，在这种情况下，首先得确认该lncRNA与mRNA之间的关系；然后去检测他们之间的表达相关性；最后去探究该lncRNA对mRNA转录表达和蛋白表达的影响（Faghihi MA et al., 2008，Nat Med. Jul;14(7):723-30.）。

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circRNA篇

相比lncRNA，circRNA出场时间相对较晚。但是，不得不说，circRNA的增长势头不容小觑，可谓指数型增长。从2015年到2017年，从十几直接增长到三位数，相信今天的资助力度还会大幅增长，破200应该是很轻松的事。

从目前的报道文献来说，circRNA的作用方式主要由以下三类：

  cis调控母基因表达

      由于circRNA的来源比较特殊（很多情况下有线性RNA的反向剪接而来），所以，他们的存在于线性母基因之间有着千丝万缕的联系。有报道显示，circRNA可以通过cis模式调控母基因的表达（Nat Struct Mol Biol. 2015 Mar;22(3):256-64.）。因此，当找到一些疾病特异性的circRNAs时，第一步应该看看对应的母基因表达是否有明显异常。

  ceRNA调控模式

ceRNA是一类通过竞争性结合microRNA来影响microRNA—RNA的转录后调控。现有研究表明，lncRNA，mRNA或者circRNA都可能是ceRNA分子。目前也有一些非常好的研究就是从这个方向入手，来阐述circRNA作为miRNA的“sponge”而发挥生物学功能（Nat Commun. 2016 Apr 6;7:11215.）。

  与蛋白结合发挥功能

现有的一些研究发现，circRNA可以和蛋白结合，发挥生物学功能。对于这样的研究方向，一个必不可少的前体是，首先去发现能和circRNA结合的蛋白有哪些，然后去验证这种关系对其生物学功能的重要性。对于这样的研究思路，目前也是有很好的文章值得参考（Nat Commun. 2016 Aug 19;7:12429.）。

      可以看到，相对于转录组学其他已经研究的比较成熟的分子，lncRNA和circRNA的机制研究方向还是很多的。因此，在进行实验设计和方案整理时，大家可以根据自己研究的分子特点，寻找一个或者几个最有可能的方向入手进行设计和研究，相信您的课题方向会更加清晰，内容也会更加充实。

又到了说再见的时候了，小瑞下期为您准备更加精彩的内容，敬请期待。

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