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关于lncRNA，你必须要知道的秘密 各位小伙伴们，老谈的长篇《肿瘤中的miRNA》系列写完后，小伙伴们反馈了很多意见，其中就有不少小伙伴说自己目前都在研究“当红炸子鸡”---lncRNA！老谈come on，也来一个系列吧！既然大家盛情邀请，老谈怎能推脱！不过由于lncRNA所涵盖的内容太宽泛，因此老谈本次所写的内容着重在lncRNA功能方面；另外，由于lncRNA与蛋白之间的相互作用是lncRNA最为常见的作用机制，因此老谈也会详细介绍研究lncRNA-蛋白相互作用的方法，供大家参考！ 长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）是哺乳动物体内常见的一类RNA分子。它们的分子长度在200 bp以上（也有人认为在500 bp 以上才算长链），没有编码蛋白的能力。高通量的转录组学研究和分析后发现，这类非编码的RNA数量要远远超过编码蛋白的mRNA的数量。然而，到目前为止，只有极小的一部分lncRNA 的功能得到研究，绝大多数lncRNA的功能依然未知。 随着研究的深入，越来越多的研究证据证实，lncRNA在生物体内发挥了重要的作用。lncRNA的异常表达，与多种肿瘤、阿尔兹海默症和心血管疾病等的发生相关。因此，深入研究lncRNA能加深我们对于分子生物学的认识，推进疾病发病机制的研究。 （一）lncRNA 简介 lncRNA是长度从200个nt 到超过100 kb，且没有蛋白编码的能力。它可以存在于细胞核中，也可以存在于细胞质中。有部分含有polyA的结构，也有不含有该结构的。有研发发现，lncRNA的转录方式与不同的mRNA转录方式很类似。为了研究和学术交流的便利，建立了很多关于lncRNA的数据库(表一)，这些数据库中的数据都来自于GeneBank和公开发表的文献。 表一：lncRNA的数据库列表 不同于编码蛋白的mRNA，lncRNA在进化中的序列保守性很差。lncRNA的这种进化差异性的原因主要有： 1）编码基因的读码框受到破坏导致形成lncRNA。例如，Xist（明星lncRNA分子）的启动子区域和类外显子区域的序列来源于编码蛋白的Lnx3 基因； 2）基因组的重排（rearrangement）能导致原先不发生转录的区域开始转录lncRNA； 3）在基因duplication 过程中产生的假基因（pseudogene）； 4）基因组中的重复序列（tandem repeat）也能产生新的lncRNA。这种现象存在于Kcnq1ot1和Xist （lncRNA 的两个明星分子）的5’区域； 5）基因组中转座元件（transposable element）在基因中的插入同样可以产生lncRNA。例如，BC1（the transcripts of brain cytoplasmic RNA 1）分子和BC200（brain cytoplasmic RNA 200-nucleotide）分子。 根据lncRNA与蛋白编码基因的位置关系，lncRNA可以分为以下几类： 1）正义链（sense）； 2）反义链（antisense）：lncRNA的转录产物与其他基因转录产物的外显子区有重叠； 3）双向（bidirectional）：lncRNA 的表达与邻近蛋白编码基因的转录产物相同方向，且二者位于同一条链上； 4）内含子内（intronic）：lncRNA完全位于另一条转录产物的内含子区域内； 5）基因间（intergenic）：lncRNA位于两条基因之间。这类lncRNA又被称为lincRNA。 这两天老谈在Annu Rev Genet.（影响因子>18）有关lncRNA调控的综述文献上发现这种形象的分类，大意是与上面一样的（获得文献全文，请向解螺旋微信助手索要，微信号：helixlife0）：
lncRNA广泛分布于不同的组织中，但是部分lncRNA的分布具有组织特异性（tissue specificity）。lncRNA 在细胞内的分布同样有差异。lncRNA可以分布于目前所知的所有亚细胞结构内，包括细胞核、细胞质等。但是某些lncRNA的定位却是非常地独特。例如，Gomafu特异性地表达于核斑点（nuclear speckle）中。lncRNA在细胞内的亚细胞定位往往与它的功能密切相关。 学术界在研究核酶（ribozyme，具有催化活性的RNA分子）时，发现核酶的结构决定了核酶的功能。因此，如何有效地预测lncRNA分子的结构，也将在很大程度上帮助我们了解它们的功能。目前已经有了几种可以预测lncRNA分子结构的方法。例如，使用最为广泛的Mfold模型就被用来预测RNA的二级结构。新的方法也在不断地建立和发展中，如PPfold 和 CompaRNA。但是科学家对于建立更有效更准确的RNA分子结构预测模型的探索从未终止。 |
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