lncRNA是長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA)的簡稱，其長度大于200個(gè)核苷酸，在表觀遺傳調(diào)控、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞分化調(diào)控等眾多生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，已經(jīng)成為了當(dāng)今遺傳學(xué)研究的熱點(diǎn)，同時(shí)也是發(fā)文利器。
lncRNA的研究背景
在近十余年的生命科學(xué)研究中非編碼調(diào)控RNA可謂是研究最火的領(lǐng)域之一。RNA不僅承擔(dān)遺傳信息中間載體的輔助性角色，而更多地承擔(dān)了各種調(diào)控功能。lncRNA在發(fā)育和基因表達(dá)中發(fā)揮的復(fù)雜精確的調(diào)控功能極大地解釋了基因組復(fù)雜性之難題，同時(shí)也為人們從基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的維度來認(rèn)識生命體的復(fù)雜性開啟新的天地。lncRNA起初被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的“噪音”，是RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，不具有生物學(xué)功能。然而，隨著研究的深入，研究者發(fā)現(xiàn)lncRNA參與了染色體沉默、基因組印記以及染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾、核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過程。lncRNA的特征及分類
lncRNA是一類長度>200bp的非編碼RNA，根據(jù)lncRNA與編碼序列的位置關(guān)系可分為intergenic lncRNA，intronic lncRNA, anti-sense lncRNA，sense lncRNA，bidirectional lncRNA等類型。
lncRNA主要有以下特征：
lncRNA通常較長，具有mRNA樣結(jié)構(gòu)，經(jīng)過剪接，具有polyA尾巴與啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)，分化過程中有動(dòng)態(tài)的表達(dá)與不同的剪接方式；
lncRNA啟動(dòng)子同樣可以結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子，局部染色質(zhì)組蛋白同樣具有特征性的修飾方式與結(jié)構(gòu)特征；
大多數(shù)的lncRNA在組織分化發(fā)育過程中，呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的表達(dá)變化，具有明顯的時(shí)空表達(dá)特異性。
lncRNA的作用機(jī)制
- 編碼蛋白的基因上游啟動(dòng)子區(qū)（橙色）轉(zhuǎn)錄，干擾下游基因（藍(lán)色）的表達(dá)；
- 抑制RNA聚合酶II或者介導(dǎo)染色質(zhì)重構(gòu)以及組蛋白修飾，影響下游基因（藍(lán)色）的表達(dá)；
- 與編碼蛋白基因的轉(zhuǎn)錄本形成互補(bǔ)雙鏈（紫色），干擾mRNA的剪切，形成不同的剪切形式；
- 與編碼蛋白基因的轉(zhuǎn)錄本形成互補(bǔ)雙鏈（紫色），在Dicer酶的作用下產(chǎn)生內(nèi)源性siRNA；
- 與特定蛋白質(zhì)結(jié)合，lncRNA轉(zhuǎn)錄本（綠色）可調(diào)節(jié)相應(yīng)蛋白的活性；
- 作為結(jié)構(gòu)組分與蛋白質(zhì)形成核酸蛋白質(zhì)復(fù)合體；
- 結(jié)合到特定蛋白質(zhì)上，改變該蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位；
- 作為小分子RNA（如miRNA、piRNA）的前體分子。
lncRNA的應(yīng)用領(lǐng)域
由于lncRNA主要從三個(gè)層面實(shí)現(xiàn)對基因表達(dá)的調(diào)控：表觀遺傳學(xué)調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。因此，lncRNA在生物體生長發(fā)育的各個(gè)過程都起著重要的作用。
在實(shí)際研究中，在人類疾病機(jī)制（癌癥、腫瘤等）、植物抗逆脅迫、昆蟲生長發(fā)育等研究中都能找出lncRNA的身影。也就是說，無論什么樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，都可以通過lncRNA來尋找其內(nèi)在的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制。
研究lncRNA就要研究其功能，lncRNA功能主要通過cis或trans方式作用于蛋白編碼靶基因來實(shí)現(xiàn)，也就是說研究lncRNA的功能就是研究其靶基因的功能。目前來說，lncRNA的研究主要是基于測序手段進(jìn)行的。通過測序數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)ncRNA的鑒定與靶基因的預(yù)測，從而進(jìn)一步結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來研究lncRNA的作用機(jī)制。
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