microRNA

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miRNA简介

miRNA简介Micro RNA简介1.关于microRNAmicroRNAs （简称miRNA）是⼀类进化上⾼度守的⼩分⼦⾮编码RNA，长度⼤约22nt左右，具有转录后调控基因表达的功能。

第⼀个microRNA 于1993 年被发现。

2000年之后，关于miRNA 的研究取得了很⼤进展，⽬前已经有1000多个⼈类被发现，这些miRNA调控⾄少 30% 以上的基因表达，参与多种⽣理病理过程。

编码miRNA的基因可能位于功能基因编码区、⾮编码区，可能成簇表达或独⽴表达。

在细胞核内，基因组DNA 转录⽣成较长的pri-pre-microRNA，之后被Drosha酶切割pri-pre-miRNA 成形成长度⼤约70-100 碱基的、具发夹结构的pre- microRNA。

这些发夹结构的RNA 被核输出蛋⽩exportin5转运到细胞质，在呗胞浆中的Dicer 酶切割形成19-23nt ⼤⼩的成熟的miRNAs 产物。

成熟的单链miRNAs 与⼀系列蛋⽩形成miRNA诱导的沉默复合物(miRISC)，结合于靶mRNA的3ˊ-UTR区，阻⽌所结合的mRNA 的翻译或直接降解靶miRNA。

每个miRNA可以调控多个（甚⾄上百个）靶基因，⽽特定靶miRNA也可以同时被多个miRNAs调节。

成熟的miRNA具有如下特点：（1）通常的长度为20～24 nt , 但在3′端可以有1～2 个碱基的长度变化;（2）5′端有⼀磷酸基团, 3′端为羟基, 这⼀特点使它与⼤多数寡核苷酸和功能RNA 的降解⽚段区别开来；（3）具有⾼度保守性、时序性和组织特异性。

序列（特别是种⼦序列）⾼度同源的miRNA被归为⼀个miRNA家族，但这些miRNA并不⼀定是成簇表达的。

例如miR-34 家族3个成员miR-34a、b、c，其中，miR-34a位于1号染⾊体1p36基因座位，单独表达；⽽miR-34b和-34c位于11号染⾊体11q23基因座位，成簇表达（图1），但它们都具有相同的种⼦序列（图1），并且都受到转录因⼦TP53的调控。

microRNA知识大全

microRNA知识大全microRNA知识大全MicroRNA(miRNA)是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA,是发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer 酶加工后生成。

其在细胞内具有多种重要的调节作用。

每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNAs也可以调节同一个基因。

这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几个miRNAs的组合来精细调控某个基因的表达。

随着miRNA调控基因表达的研究的逐步深入，将帮助我们理解高等真核生物的基因组的复杂性和复杂的基因表达调控网络。

miRNA广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，其本身不具有开放阅读框(ORF)。

成熟的miRNA，5′端有一个磷酸基团，3′端为羟基。

编码miRNAs的基因最初产生一个长的pri-RNA分子，这种初期分子还必须被剪切成约70-90个碱基大小、具发夹结构单链RNA前体(pre-miRNA)并经过Dicer 酶加工后生成。

成熟的miRNA 5’端的磷酸基团和3′端羟基则是它与相同长度的功能RNA 降解片段的区分标志。

miRNA 5'端第一个碱基对U(尿苷)有强烈的倾向性，而对G却排斥，但第二到第四个碱基缺乏U。

一般来讲，除第四个碱基外，其他位置碱基通常都缺乏C。

这些分子能够与那些和它的序列互补的mRNA分子相结合，有时候甚至可以与特定的DNA片断结合。

这种结合的结果就是导致基因的沉默。

这种方式是身体调节基因表达的一个重要策略。

据推测，miRNA调节着人类三分之一的基因。

microRNA - 形式1 . pre-miRNA约70bp含microRNA茎环结构的pre-miRNA。

制备方式：化学合成、生物转录合成、pre-miRNA质粒表达载体、pre-miRNA病毒。

2. pri-miRNA天然pri-miRNA从染色体基因文库中调取300bp-1000bp完整的microRNA基因，克隆到质粒载体(普通载体或病毒载体)，以强大的CMV启动子操纵该300bp-1000bp microRNA。

microRNA解读

什么是microRNA?
MicroRNA
(miRNA) 是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，其在细胞内具有多种重要的调节作用。
关于mic动物miRNA 基因是位于TUs区( transcription units , TUs ) ( Rodriguez et al ,2004) , 且其中大部分是位于内含子区( Kim &Nam , 2006) 。一些内含子 miRNA 基因的位置在不同的物种中是高度保守的。 miRNA 不仅在基因位置上保守, 序列上也呈现出高度的同源性(Pasquinelli etal , 2000 ; Ruvkun et al , 2001 ; Lee & Ambros ,2001) 。 miRNA 高度的保守性与其功能的重要性有着密切的关系。miRNA 与其靶基因的进化有着密切的联系, 研究其进化历史有助于进一步了解其作用机制和功能。

多个果蝇miRNAs也被发现和他们的目标靶mRNAs的3‘非编码区有部分同源。由于miRNAs和其潜在的目标靶之间并非完全互补，这使得通过信息学的方法鉴定miRNA的目标靶位点变得困难。因而也无法确定miRNAs的作用方式是什么，以何种机制影响mRNA的翻译，以何种方式调控基因表达。
miRNAs的作用目标靶和活性机制一直是各地的研究人员的关注热点。
研究microRNA的新工具

小分子RNA的检测; 由于小分子RNA是一类很小的分子，部分小分子RNA表达水平可能很低，因而需要极为灵敏而定量的分析工具，由于其分子很小，用RT-PCR的方法来定量研究非常困难。
目前多数采用Northern Blots——一种技术复杂而费力的方法。改进新方法：将同位素标记好的小分子RNA探针和待检测样品混合杂交，未杂交的 RNA和多余的探针用单链核酸酶消化，然后使核酸酶失活，并纯化杂交的RNA分子，最后通过变性胶电泳放射自显影检测结果。

microRNA研究课件

microrna研究课件xx年xx月xx日CATALOGUE目录•microrna概述•microrna的生物合成及调节机制•microrna的生物学功能•microrna与疾病关系及临床应用前景•研究microrna的方法与技术•研究microrna的意义与展望01 microrna概述microrna是一类非编码RNA分子，由21-25个核苷酸组成，通过与靶mRNA结合调节基因表达。

定义microrna在生物体内具有高度保守性和稳定性，参与多种生物学过程，包括发育、细胞增殖、凋亡和免疫应答等。

特点定义与特点发现1998年，科学家在秀丽新小杆线虫中发现了第一个microrna，当时被认为是调节基因表达的RNA分子。

分类microrna根据其作用可分为两类，一类是调节性microrna，可直接与靶mRNA结合抑制翻译；另一类是降解性microrna，与靶mRNA结合后将其降解。

microrna的发现与分类microrna的主要功能microrna通过与靶mRNA结合，抑制翻译过程，调节基因表达水平。

调节翻译调节细胞分化调节细胞增殖和凋亡调节免疫应答microrna可以作为细胞分化的调控因子，调节细胞分化过程。

microrna可以调节细胞增殖和凋亡过程，影响肿瘤的发生和发展。

microrna可以调节免疫应答过程，影响炎症和自身免疫性疾病的发生和发展。

02microrna的生物合成及调节机制microrna的生物合成初级转录物的形成RNA聚合酶Ⅱ转录产生初级转录物，长度通常为几百至几千个核苷酸。

初级转录物的剪切和加工在核糖核酸酶P和内切核酸酶的作用下，初级转录物被剪切和加工成约70个核苷酸长度的前体microrna。

前体microrna的剪切和加工在前体microrna的剪切和加工过程中，细胞质中的酶和核糖核酸酶Q1的作用下，前体microrna被剪切和加工成成熟的microrna。

03microrna的调节细胞分化microrna可以调节细胞分化的相关基因表达，从而影响细胞分化过程。

microRNA沉默技术

白偶联法，低密度脂蛋白偶联法，抗体偶联法等。
microRNAs 沉默技术例证
microRNAs沉默技术例证
实验进程1
·实验动物：小鼠
·沉默分子：antagomir-122
就
是
·提呈系统：胆固醇偶联
我
啦！
·注射方式：尾静脉注射
·靶分子：miR-122（肝脏）
microRNAs沉默技术例证
northern biot分析
③ 夏新，张小敏，宋鹏飞，王爽.反义寡核苷酸介导的 miRNA沉默研究.安徽农业科学.2011.39(24):14545-14547
④ Ambros, V. The functions of animal microRNAs. Nature 431, 350–-355
病（没有图）
microRNAs 沉默技术
microRNAs沉默技术
microRNAs的转录与加工
无效或低效沉默
高效沉默
microRNAs沉默技术
用单纯的反义寡核苷酸抑制miRNA
效果差！！
分子改造！！
反义寡核苷酸链与miRNA之间亲和力低！！稳定性差！
1.提高亲和力！ 2.延长细胞内滞留时间！
目录
microRNAs 背景知识介绍
microRNAs的背景知识介绍
mRNA：信使RNA，转录的模板 tRNA ：转运RNA rRNA：核糖体RNA microRNA：微小RNA，起基因调控作用。 hnRNA：不均一核RNA，多为mRNA的前体 snRNA：小核RNA ,对RNA加工方面起作用。 ssRNA:作为病毒的线状单链遗传物质 dsRNA：作为病毒的线状双链遗传物质 siRNA：小干扰RNA Sat-RNA：卫星RNA TR：端粒酶RNA，组成端粒酶的成分之一核酶RNA：起催化反应的RNA。。。。。。。

浅析微小核糖核酸(microRNA)

浅析微小核糖核酸（microRNA）2007年的一天，正在南京大学读博的陈熹被导师布置了一个实验，去检测人的血清中是否含有微小核糖核酸（microRNA）。

陈熹当时就认为导师疯了，因为这完全违背了他所学到的生物学常识：人的血清中含有许多RNA的降解酶，因而不可能有完整的RNA存在，至多只是一些碎片。

他在师弟师妹面前把自己的导师“批判”了一番，然后就把这个任务扔在了一边。

研究人员估计，在哺乳动物的基因中，约有30%左右的编码蛋白质的基因受到微小RNA的调控。

直到两个星期后的一个早晨，陈熹的导师张辰宇堵到了他，再次要求他去做这个实验。

陈熹回避不开，只好去做。

结果这个实验一做，陈熹变得比他的导师都更疯狂了，曾经连续三天三夜泡在实验室里。

他得到了一些令人难以置信的结果。

他们最新的一项研究发表在近期的《细胞研究》上，这项研究发现，植物所含有的微小RNA能够通过消化道进入人体血液和器官组织，然后通过调控人体内靶基因表达的方式，影响人的生理功能。

他们已经发现了至少一种情况，微小RNA能够通过这种方式影响人体健康：进食过多的大米会增加患代谢紊乱综合征的可能。

这倒令人想起孙悟空变成一只小虫子钻进铁扇公主肚子的故事，尽管最后的结果与肚子疼无关。

这样的一个发现引起了许多生物学研究者的极大兴趣。

同样研究微小RNA的美国俄亥俄州立大学的克莱·马什（Clay Marsh）教授认为张辰宇等人的这项工作“非常令人激动”，它表明我们日常的饮食能够直接影响体内的基因表达。

用南京大学张辰宇教授的话来说，这项发现为中国诸如“吃什么补什么”、“一方水土养一方人”这些俗话提供了科学上的注脚。

微小RNA与人体疾病科学家发现微小RNA并不是很久之前的事情。

1993年，哈佛大学的罗莎琳德·李（Rosalind Lee）等人在《细胞》杂志上发表论文，称在线虫中发现了控制幼虫发育的“lin-4基因”所编码产生的短小RNA，这种RNA可以与lin-14基因产生的mRNA结合，并抑制它的功能，使它无法被翻译，最终控制LIN-14蛋白质的产生。

micro RNA

研究microRNA的新工具

小分子RNA的分离：现行的RNA纯化方法包括有机溶剂抽提+乙醇沉淀，或者是采用硅胶膜离心柱的方法来纯化RNA。小分子RNA往往被淘汰掉，因而不适用于小分子RNA。miRNA Isolation Kit主要采用玻璃纤维滤膜离心柱（glass fiber filter， GFF）方法分离。小分子RNA探针的制备：要准备目的基因的一小段寡核苷酸序列，3’s端另外增加8个和T7启动子互补的碱基，将这段寡核苷酸和T7启动子引物退火，用Klenow大片断补齐得到双链的转录模版，然后用T7 RNA聚合酶、rNTP和标记物混合，体外转RNA的出现

1993年，Ambros首先在Cell杂志上撰文发现了一段非编码的单链小分子RNA，具有调解发育时相的作用，这是对microRNA的首次报道。
近年来，Cell/Nature/Science连续把RNA 的研究进展列为“十大科技突破之一”，其中最引人注目的是microRNA。
此外，一个研究表明，2个miRNAs水平的下降和慢性淋巴细胞白血病之间的显著相关，提示miRNAs 和癌症之间可能有潜在的关系（Calin 2002）。然而，大多数的miRNAs的功能仍然是个迷。

microRNA的作用方式

最早发现的两个miRNAs——lin-4 and let-7被认为是通过不完全互补结合到目标靶mRNA 3’非编码区端，以一种未知方式诱发蛋白质翻译抑制，进而抑制蛋白质合成，阻断mRNA的翻译。
什么是同源性？

进化过程中源于同一祖先的分支之间的关系。由于进化上或个体发育上的共同来源而呈现的本质上的相似性，但其功能不一定相同，如狗的前肢和鸟的翅。从分子水平讲则是指两个核酸分子的核苷酸序列或两个蛋白质分子的氨基酸序列间的相似程度。虽然同源性须通过序列测定来检验，但是 DNA-DNA或DNA-RNA杂交可提供有价值的估计。

MicroRNA简介

基因。

它们就像散落于天幕的星星一样，分散在人类的基因组中。

而在这些基因间存在的大片大片的DNA 片段是不能编码蛋白质的，即“非编码序列”。

由于功能不清，加州理工学院的大野·乾于1972年提出用“垃圾基因”的概念来形容它们。

30亿个碱基对组成的DNA序列中，只有1%—2%编码蛋白。

，其中的的信息是看似无用的“垃圾”。

能制造出无转译能力RNA的DNA序列。

此类DNA在真核生物的基因组中占有大多数。

远远超过编码基因，有很长的一段时间科学家们没有认为这些非编码的成蛋白质，但却在生命的舞台上扮演着不同的角色。

迄今为止，细胞中的rRNA、tRNA、snRNA、asRNA、snoRNA、miRNA、piRNA都是非编码“垃圾”DNA合成的。

它们参与到基因活化、基因沉默、基因印记、剂量补偿、蛋白合成与功能调节、代谢调控等众多生物学过程中。

科学家们已经发现：“垃圾”DNA的功能之一就是调节基因的活动，如同一道指令一样，控制着基因。

一些控制基因开和关的特殊蛋白(转录因子)能特异识别基因附近的非编码“垃圾”DNA，通过与它们相互作用参与基因的抑制与激活。

科学家还发现，大多数基因的开启和关闭是由附近的“垃圾”DNA控制的。

它们就像是基因的“分子”开关，调节基因的活动。

拥有更大基因组的哺乳动物中，虽然特殊的有功能的“垃圾”DNA的分布要比在酵母中分散，但却在编码蛋白序列的上下游区域内呈簇分布。

这部分的研究由于与疾病的相关性，因此收到科学家的瞩目。

这么少的基因耗费了如此大的基因组是不是太过于浪费啦？那么，在学术界和新闻媒体中广为流传的“基因的墓场”是真的吗？经过漫长岁月的进化，许多“垃圾DNA”序列被顽固地保留下来，这是不是在暗示它们有着不可或缺的功能？“垃圾”DNA对生物意味什么？海量“垃圾”的存在引发了科学家们浓厚的兴趣并重拾对“垃圾”序列的关注，也掀起了一场声势浩大的从垃圾中寻宝的浪潮。

“合”指的是合理。

亿万年的进化使不合理的基因基本上都被淘汰了，所以存在的基因其功能必定是合理的，至少具有合理性的一面。

microRNA

microRNA pioneer
2018/11/4
miRNA的发现
令人惊奇的是，他们发现 lin-4并非编码一种调控蛋白，而编码小RNA分子：22nt 和 61nt；序列分析显示， 22nt的小RNA分子是66nt（颈环结构的5’臂部分）的一部分。 Ambros和 Gary Ruvkun (Harvard)又进一步发现， 22nt 的 lin-4能部分的和LIN-14 mRNA的3’UTR互补结合，所以他们推测，lin-4 以类似反义RNA的作用机制通过与 lin-14 mRNA结合而下调 LIN-14蛋白的表达。
Northern blot S1 核酸酶作图
Pasquinelli A E, Reinhart B J, Slack F, et al. Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA.
miRNA 概念： miRNA是长约21∼25nt的单链RNA, 其中50%定位于易发生结构改变的染色体区域。特点： miRNA 是内源性的, 是生物体基因的表达产物;miRNA 是由不完整的发卡状双链 RNA, 经 Drosha 和 Dicer 酶加工而成。
•
miRNA最开始的形成是源于内源性的生物体基因产生的发卡结构,该发卡结构在细胞核内经 DroshaDGCR8 复合物加工产生pre-miRNA。然后pre-miRNA进入细胞质，进一步由 Dicer酶切形成 miRNA-miRNA 二聚体，最后装载至 Argonaute 蛋白 1(AGO1) 而发挥作用。
目前研究表明: • 哺乳动物细胞内miRNA的调控机制反映了 miRNA 的特异装载蛋白 AGO 以及miRNA 与mRNA 之间的互补程度； • miRNA 可通过调控组蛋白修饰引起染色质重塑； • miRNA 可通过调控DNA 甲基化酶的表达而影响 DNA 甲基化。

microRNA简介

micro RNAMicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA 分子，它们在动植物中参与转录后基因表达调控。

到目前为止，在动植物以及病毒中已经发现有28645 个miRNA 分子(Release 21: June 2021) 。

大多数miRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇(cluster) 的形式存在于基因组中(Lagos2Quintanaet al , 2001 ; Lau et al , 2001) 。

中文名MicroRNA性质非编码单链RNA 分子特点由内源基因编码的长度等缩写miRNA简介MicroRNA (miRNA) 是一类内生的、长度约为20-24个核苷酸的小RNA，其在细胞内具有多种重要的调节作用。

每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA也可以调节同一个基因。

这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几个miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。

据推测，miRNA调节着人类三分之一的基因。

最近的研究说明大约70 %的哺乳动物miRNA 是位于TUs区( transcriptionmicro RNA units , TUs ) ( Rodriguez et al ,2004) , 且其中大局部是位于内含子区( Kim &Nam , 2006) 。

一些内含子miRNA 的位置在不同的物种中是高度保守的。

miRNA 不仅在基因位置上保守, 序列上也呈现出高度的同源性(Pasquinelli etal , 2000 ; Ruvkun et al , 2001 ; Lee & Ambros ,2001) 。

miRNA 高度的保守性与其功能的重要性有着密切的关系。

miRNA 与其靶基因的进化有着密切的联系, 研究其进化历史有助于进一步了解其作用机制和功能。

MicroRNAMicroRNA〔miRNA〕是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，几个miRNAs也可以调节同一个基因。

MicroRna的名词解释

MicroRna的名词解释MicroRNA（miRNA）即微小RNA，是一类短小的非编码RNA分子，由约20-25个核苷酸碱基组成。

它们在细胞内起到调控基因表达的重要作用。

miRNA最初在1993年被发现，并于2001年被确认为一种以RNA介导的基因调控机制。

由于其重要性，研究人员在过去二十多年中对miRNA的功能、生物合成及其与疾病的关联进行了广泛研究。

在细胞中，miRNA通常通过特定的途径产生。

首先，miRNA的基因在细胞核中被转录成原初miRNA（pri-miRNA），然后这些原初miRNA被一种叫做RNase III的酶酶切成较短的酶切体（pre-miRNA）。

之后，pre-miRNA通过核小体(this part 不好理解) 被转运到胞质中。

在胞质中，酶切体经过进一步的加工成熟，形成双链的miRNA。

这些miRNA双链被一种叫做RNA蛋白复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）的复合物识别和结合，然后RISC通过识别其特异底物的序列，将miRNA与这些底物结合，从而实现了基因的调控。

miRNA的目标基因多种多样，涉及到生物体内许多基本的生物过程。

通过调控靶基因的表达，在细胞增殖、分化、凋亡、细胞迁移和入侵等方面发挥着重要作用。

许多研究表明，miRNA的异常表达与多种疾病的发生和发展密切相关，包括肿瘤、心血管疾病、炎症性疾病、神经退行性疾病等。

因此，研究miRNA的生物学功能和其在疾病发展中的调控机制对于开发新的治疗手段具有重要意义。

miRNA在基因调控中的作用机制包括相对于mRNA的降解、抑制转录和抑制翻译。

其中，通过修饰靶mRNA，使其在转录水平上下调控，是miRNA最重要的作用方式。

miRNA与靶mRNA的结合可以导致靶mRNA的降解或抑制翻译，从而影响编码蛋白的表达水平。

研究表明，miRNA能够与靶mRNA特异地配对，通过与靶mRNA的3'非翻译区（3' UTR）相互作用，从而实现基因调控。

microRNA

编码基因内部microRNA，因其可能为同一RNA聚合酶产物，则以整个编码基因 DNA序列作为microRNA成簇分析对象。
人microRNA的成簇分析及预测
• ProMiRII预测软件
microRNA基因成簇分析软件ProMiRII序列提交页
microRNA基因转录调控分析
完整的microRNA基因或microRNA基因簇必然具有非蛋白编码基因的常规特征，至少应具有相应的启动子和调控因子。故而在目的microRNA的功能研究前对其基因组序列进行详细的转录特征分析是很有必要的。目前，主要采用启动子和转录因子结合位点分析软件对microRNA基因或microRNA基因簇进行转录特征分析。此
microRNA clustering，以协同方法参与生理过程，每簇包含
2－8个miRNA，簇分析方法——
以Altuvia等的microRNA 成簇分析方法为基础并加以改善进行microRNA成簇分析。对于编码基因间microRNA，以3000nt做为相邻
microRNA间距离的最大阈值来寻找染色体上同一方向可成簇microRNA，而对于
册、序列查询、基因组定位、相关文献查询和靶基因预测的大型数据库检
索综合网站，是目前较权威的microRNA研究信息收集网站之一。
mcrioRNA base网站主页
microRNA新基因的预测
物种间高度的序列保守性及前体呈茎-环结构是microRNA的两个重要
特点。研究者们正是基于microRNA的这两个特点，通过生物信息学预测
6.microRNA的功能
证据来源：表型变化—miRNA基因或靶位点突变；过表达；靶基因预测和确定—基因表达谱；生物信息学预测； microRNA表达谱—发育阶段与生理过程特异性；

microRNA简介

micro RNAMicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA 分子，它们在动植物中参与转录后基因表达调控。

到目前为止，在动植物以及病毒中已经发现有28645 个miRNA 分子(Release 21: June 2014) 。

大多数miRNA 基因以单拷贝、多拷贝或基因簇(cluster) 的形式存在于基因组中(Lagos2Quintanaet al , 2001 ; Lau et al , 2001) 。

每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA也可以调节同一个基因。

这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达，也可以通过几个miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。

据推测，miRNA调节着人类三分之一的基因。

最近的研究表明大约70 %的哺乳动物miRNA 是位于TUs区( transcriptionmicro RNA units , TUs ) ( Rodriguez et al ,2004) , 且其中大部分是位于内含子区( Kim &Nam , 2006) 。

一些内含子miRNA 的位置在不同的物种中是高度保守的。

miRNA 不仅在基因位置上保守, 序列上也呈现出高度的同源性(Pasquinelli etal , 2000 ; Ruvkun et al , 2001 ; Lee & Ambros ,2001) 。

miRNA 高度的保守性与其功能的重要性有着密切的关系。

miRNA 与其靶基因的进化有着密切的联系, 研究其进化历史有助于进一步了解其作用机制和功能。

MicroRNAMicroRNA（miRNA）是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，几个miRNAs也可以调节同一个基因。

micro RNA

RNA一度被认为仅仅是DNA和蛋白质之间的“过渡”，但越来越多的证据清楚的表明，RNA在生命的进程中扮演的角色远比我们早前设想的更为重要。

RNA 干扰（RNA interference）的发现使得人们对RNA调控基因表达的功能有了全新的认识，在2002年度Science评选的10大科学成就中RNAi名列榜首。

随着对小分子RNA研究的不断深入，人们发现有一部分RNA分子通过激活或抑制基因转录控制基因的表达, 在基因组信息转化为分子效应和生物效应过程中发挥着重要的作用。

这种新发现的分子即是我们即将介绍的microRNA(miRNA)。

microRNA是近年来在多种真核细胞及病毒中发现的一类来源于内源性染色体上的非编码单链RNA。

本文依据目前microRNA的研究进展，分别概括了microRNA的发现、合成、特征、功能和应用等方面的内容，应用方面重点介绍了在糖尿病足等慢性创面及瘢痕上取得的一些成果。

最后得出的结论是，microRNA调控着各种生物学过程，在上述疾病的发生上有重要的研究意义，虽然目前研究不甚深入，很多问题有待探索，但可以想象，microRNA的研究将会有深远的影响。

关键词：非编码RNA；microRNA；研究进展；糖尿病足；慢性创面；瘢痕引言分子生物学的中心法则是基因组DNA通过转录产生信使RNA（mRNA），信使RNA翻译成蛋白质。

然而这个法则却因为microRNA及RNAi的发现而受到了挑战，因为一部分DNA转录生成的mRNA前体（pre-mRNA）并非翻译成为蛋白质；相反，这些RNA调节其他基因的表达。

microRNA(miRNA)是近年来在多种真核细胞及病毒中发现的一类来源于内源性染色体上的非编码单链RNA ,长度约为22（18～25）个核苷酸（nt）的短序列,在进化上具有高度的保守性。

它们基于与靶mRNA的序列互补，能够通过与靶mRNA特异性的碱基互补配对从而抑制其翻译。

与siRNA不同的是microRNA一般不诱导mRNA的降解，而是以一种未知的方式诱发蛋白质翻译抑制，从而对基因进行转录后的表达调控。

循环microRNA

多，但是芯片检测方法的重现性和准确性比
较差，因此只用于疾病相关循环miRNA的初
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循环miRNA研究、研发体系
Solexa技术初筛患者血清中表达上升的一组miRNA qRT-PCR技术对初筛miRNA进行复筛 qRT-PCR技术对复筛结果进行验证评价筛选出的miRNA临床诊断价值
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循环miRNA展望
循环miRNA与肿瘤
有学者发现口腔黏膜鳞状细胞患者血浆中 miR-31含量较健康人显著增高，手术切除肿瘤2周后其水平明显下降。多种miRNA在转移型前列腺癌患者血清中含量非常高；其中miR-375和miR-141可作为肿瘤风险高低的生物标志分子。 Hu等发现血清中miR-486、miR-30d、miR-1和 miR-499可以作为NSCLC患者生存率的预测因子。用伊马替尼治疗慢性粒. 细胞白血病患者2周后13
《循环microRNA的研究现状与展望》孙士鹏，李金明等
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谢谢！
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资料可以编辑修改使用学习愉快！
课件仅供参考哦，实际情况要实际分析哈！
感谢您的观看
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5
microvesicles
eraly endosomes late endosomes
shedding vesicle
exosome
cell
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6
exosomes
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7
循环miRNA 耐受降解机制的假说
RNA可能与DNA退火，使得它们既耐受 DNase降解又能耐受RNase降解
RNA可能被包入脂质或脂蛋白复合物内而受到保护
循环microRNA的发展和前景
.
1

microRNA

细胞内基因表达调控的新途径 ----miRNA介导的基因沉默
• • • • miRNA的发现 miRNA的作用机制 miRNA的应用领域 miRNA研究的技术路线
2016/3/1
miRNA的发现
1993年，Victor Ambros小组以线虫为对象，用基因打靶技术研究某些基因对其发育的影响。他们找到了一个对发育有明显干扰的基因lin-4。通常线虫要通过四个幼虫阶段才能成熟，lin-4基因的突变使其只停留在第一阶段。。
2.
3.与编码蛋白基因的转录本形成互补双链，干扰mRNA的剪切，形成不同的剪切形式； 4.与编码蛋白基因的转录本形成互补双链，在Dicer酶的作用下产生内源性siRNA； 5.与特定蛋白质结合，lncRNA转录本可调节相应蛋白的活性； 6.作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体；
7.结合到特定蛋白质上，改变该蛋白质的细胞定位；
microRNA pioneer
2016/3/1
miRNA的发现
令人惊奇的是，他们发现 lin-4并非编码一种调控蛋白，而编码小RNA分子：22nt 和 61nt；序列分析显示， 22nt的小RNA分子是66nt（颈环结构的5’臂部分）的一部分。 Ambros和 Gary Ruvkun (Harvard)又进一步发现， 22nt 的 lin-4能部分的和LIN-14 mRNA的3’UTR互补结合，所以他们推测，lin-4 以类似反义RNA的作用机制通过与 lin-14 mRNA结合而下调 LIN-14蛋白的表达。
2016/3/1
编码蛋白的基因
人果蝇线虫结核杆菌 2%
非编码RNA的基因
98%
20%
60% 98%
Hale Waihona Puke 2016/3/1Non-coding RNA

microRNA研究课件

疫苗开发
microrna也可以应用于疫苗开发。通过向细胞中导入特定microrna，可以调节免疫反应，增强机体对病原体的抵抗力，从而达到预防和治疗疾病的目的。例如，某些 microrna可以作为疫苗佐剂使用，增强机体的免疫应答和疫苗效果。
05
研究microrna的方法学
基于生物化学的方法
调节细胞增殖和凋亡
microrna可以调节细胞增殖和凋亡过程，影响肿瘤的发生和发展。
调节免疫应答
microrna可以调节免疫应答反应，影响炎症和自身免疫性疾病的发生和发展。
02
microrna的生物合成及调节机制
microrna的生物合成
细胞核内microrna的生物合成
microrna基因首先在细胞核内被转录成初级转录物（pri-miRNA），然后被核酸酶Drosha和其辅助因子 Pasha加工成约70个核苷酸长的pre-miRNA，最后在核酸酶Dicer的作用下剪切并修饰形成成熟的microrna。
分子克隆技术：用于microrna的 cDNA克隆和序列分析。
Northern印迹杂交：检测microrna在 mRNA水平上的表达。
细胞和组织中microrna的表达：通过原位杂交和组织芯片技术观察。
基于分子生物学的方法
01
基因组学技术
02
报告基因法
分析microrna基因组的位置和结构。
研究microrna对靶基因的调控作用。
定义
microrna是一类非编码RNA分子，由21-25个核苷酸组成，通过与靶mRNA结合调节基因表达。
特点
microrna在生物体内具有高度保守性和稳定性，参与多种生物学过程，包括发育、细胞增殖、凋亡和免疫应答等。

microRNA简介

MicroRNAs（miRNAs）是一种小的内源性非编码RNA分子，大约由21－25个核苷酸组成。

这些小的miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过翻译水平的抑制或断裂靶标mRNAs而调节基因的表达、microRNA的发现（Discovery）1993年，Lee，Feinbaum和Ambros等人发现在线虫体内存在一种RNA （lin-4），是一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本，每一个转录本能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达而调节了线虫的幼虫发育进程。

对于出现这种现象的原因，科学家们猜测是由于基因lin-14的mRNA的3'UTR 区独特的重复序列和lin-4之间有部分的序列互补造成的。

在第一幼虫阶段的末期降低lin-14的表达将启动发育进程进入第二幼虫阶段。

7年后科学家又发现了第二个miRNA－let-7，let-7相似于lin-4，同样可以调节线虫的发育进程。

自从let-7发现以来，应用随机克隆和测序、生物信息学预测的方式，又分别在众多生物体如病毒、家蚕和灵长类动物中发现了成千的miRNAs。

被鉴定的miRNAs均被miRBase网站整理并加以注释。

此网站由著名的Sanger研究所主办，并对公众开放。

（/）microRNA的生物起源（Biogenesis）miRNAs起源于内源性表达转录本，是长约21-25nt的双链RNA分子，其典型特征是具有发卡结构。

图1表述了对当前miRNA和siRNA起源的理解。

miRNA 途径开始于一个miRNA基因的pri-miRNA（PrimarymiRNA）转录本（step 1）；这个70－100nt的发卡RNAs（pri-miRNA）在核内被核糖核酸酶Drosha加工处理而最终成为pre-miRNA（Precursor miRNA，）（step 2）；之后pre-miRNA 被核输出蛋白exportin 5转运入胞质（step 3），接着被第二个核糖核酸酶Dicer 消化为21－25nt的miRNA（step 4）或在胞核被CAF(Dicer酶的同族物)加工成成熟的20～24nt miRNA；这个阶段的miRNA可以结合RISC（RNA-Induced Silencing Complex，RISC可以将双链的miRNAs解离为单链）并与靶标mRNA互补并列（step5－6）；miRNA和靶序列的互补程度决定了靶基因mRNA要不在翻译水平被部分抑制，要不完全断裂（step 7）。