转录后调控是指在RNA转录后对基因表达的调控,是真核生物基因表达的特点之一。RNA家族作为科研界的后起之秀,一直备受瞩目。而近年来,除了魅力不减当年的miRNA、炙手可热的lncRNA,ceRNA假说也随之出现,逐渐成为研究的热点! 2011年,国际顶尖学术期刊CELL上,Pier Paolo Pandolfi等发表了具有里程碑意义的一文”A ceRNA Hypothesis: The Rosseta Stone of a hidden RNA language?”。作者第一次提出了“ceRNA假说”,该假说的提出,开启了一扇转录组研究的新大门。 一、ceRNA假说的主要内容 1)ceRNA假说揭示了一种RNA间相互作用的新机制。 2)已知miRNA可以通过结合mRNA导致基因沉默,而ceRNA可以通过竞争性地结合miRNA来调节基因表达。 3)ceRNA可以通过应答元件(miRNA response elements,MREs)与miRNA结合从而影响miRNA导致的基因沉默。 4)ceRNA能与其它RNA转录体竞争相同的miRNA,从而实现相互间的交流与调节。
二、ceRNA假说的主角 主角一:MicroRNA 与microRNA结合的序列成为microRNA反应元件(MREs)。多个microRNA能够同时作用于一条mRNA转录体上的不同MREs,而且每一条microRNA能够抑制数百条转录体,因此microRNA调解着数量巨大的转录组。 主角二:mRNA 目前已证实人类基因组中大约有2万个蛋白编码基因,其中大多密布MREs。 主角三:假基因 假基因虽然不具备蛋白编码能力,但依然具有组织特异性,而且能在特定病理条件下激活或沉默。重要的是,基因和相关假基因具有序列高度保守性,这提示它们可被相同的microRNA结合。例如:PTEN和其假基因PTENP1。 主角四:长链非编码RNA 目前已发现超过10 000种lncRNA可能具有潜在的ceRNA特性。 主角五:circRNA 三、ceRNA调控网络 ceRNA作为一种全新的基因表达调控模式,与miRNA调控网络相比: 1)ceRNA调控网络更为精细和复杂; 2)涉及更多RNA分子,包括mRNA、假基因、长链非编码RNA和miRNA等。 四、ceRNA研究思路 1.ceRNA研究样本选择原则 l 样本的基因组要一致 l 有无基因组均可 l 不同生境、不同状态和不同部位的样本 l 样本分组≧2 l 每组生物学重复≧3 2.ceRNA研究流程 3.ceRNA调控网络相关研究资源推荐 1)starBase平台 网站地址:http://starbase./mirLncRNA.php 构建了最全面的CLIP-Seq实验支持的miRNA和lncRNA的调控关系网络,包括构建了ceRNA调控网络。 2)lnCeDB 网站地址:http:///lncedb/ 充当竞争性内源RNA的人类长链非编码RNA数据库 3)竞争性内源RNA数据库ceRDB 网站地址:http://www.oncomir./cefinder/ 五、ceRNA经典案例—ceRNA与胃癌 宁波大学医学院的研究人员,针对胃癌中长链非编码RNA(lncRNAs)相关的竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)展开了调查,研究结果发布在2014年8月15日的《Scientific Reports》杂志上。研究人员基于胃癌lncRNA微阵列数据、生物信息学算法miRcode以及miRNA靶标数据库TarBase,首次构建出了一个lncRNA-miRNA-mRNA网络,揭示出了相关的8种lncRNAs和9种miRNAs。 随后,利用头颈部鳞癌、前列腺癌、甲状腺乳头状癌、垂体促性腺激素肿瘤、卵巢癌、慢性淋巴细胞白血病6种癌症类型的数据对这一网络进行了验证,研究结果显示出了一个明确的癌相关ceRNA网络。 六、我们可以提供的相关服务
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