LncRNA研究思路
一文参透:lncrna研究思路、模式和数据库应用知识讲解
一文参透:l n c r n a研究思路、模式和数据库应用一文参透:lncRNA研究思路、模式和数据库应用...作者:解螺旋.老谈导语当很多小伙伴还徘徊在miRNA时,lncRNA已经横空出世,还没得来得及反应过来lncRNA到底是怎么回事时,circRNA又开始崭露头角了。
科研就是这样,你落后一步,便步步落后,跟娶媳妇生孩子是一样一样的。
说回正题,应部分解螺旋粉丝的要求,今天老谈帮大家整体梳理了曾经红极一时、目前热度不减的IncRNA的研究思路和模式以及相关工具,希望能对那些想在IncRNA研究上有所作为的小伙伴能助上一臂之力。
lncRNA研究思路IncRNA参与了X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程。
很多人看到lncRNA的热度还没有过去,经常会问老谈如果没有相关的工作基础,如何开始lncRNA的研究?今天我们就褪去虚伪外衣,研究的大方向是这样子的:1. 寻找到lncRNA分子2. lncRNA分子表型研究3. lncRNA 通过何种机制调节表型?老谈将这些研究方向及实验手段按层次的方式绘成流程图,如下所示:首先,是样本的准备与收集。
高质量的样本是实验结果具有可靠性的前提。
其次,是lncRNA检测。
可以先通过芯片的方式高通量筛选到目的基因,然后通过q-PCR或Northern blot的方法验证所得到的芯片结果。
再次,其研究方向根据研究目的而定。
如果是研究生物标志物,那么可以通过收集更多的临床样本,研究lncRNA对疾病的指示作用。
如果是研究其功能,则是研究其细胞表型、分子表型及机制。
小伙伴们是不是觉得这和miRNA的总体研究思路相似呢?这时可以根据各自的实验平台条件选择相应的研究。
值得注意的是,lncRNA的功能研究并不像miRNA一样通过3’UTR影响翻译套路,总的来说lncRNA机制研究套路还不成熟。
对于很多科研工作者而言,lncRNA分子的获得及其细胞表型的获得并非难事,关键在于如何进行下一步研究,这时候就要涉及到对功能研究的定位。
LncRNA:LncRNA的前世今生以及临床思路分析
LncRNA:LncRNA的前世今生以及临床思路分析前言:近年来,LncRNA相关研究在国内外的热度居高不下,早在1991年,Xist 调控X染色体的失活就登上Nature,但当时认为这只是一种特殊情况。
2007年Howard Chang在Cell上发表题为“Functional demarcation of active and silent chromatin domains in human HOX loci by noncoding RNAs”的论文(图1),正式开启了LncRNA火热的十年。
接下来从以下8个方面来介绍:LncRNA的定义、LncRNA的发现、LncRNA的分类、LncRNA的功能、LncRNA的作用模式、LncRNA的争议、LncRNA的常用数据库以及LncRNA的研究模式。
图1图2-谷歌学术显示该文章引用量高达2854次一、LncRNA的定义LncRNA(Long non-coding RNA),是长度大于200个核苷酸的非编码RNA,一些LncRNAs,长度超过90kb,也被称为macroRNA,如Airn 和KCNQ1OT1。
标准“非编码”是指在转录本中缺少开放阅读框和/或保守密码子,2011年Cell发表论文表明LncRNA可以被核糖体吸引,其中一些能翻译产生小肽(图3)。
编码肽的能力与转录产物充当功能性RNA的能力并不一定冲突,事实上,越来越多的证据表明双功能转录产物既可以作为蛋白质模板,也可以作为LncRNAs。
图3-Cell论文证实LncRNA能翻译产生小肽二、LncRNA的发现LncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”,是RNA聚合酶II 转录的副产物,不具有生物学功能。
然而,1991年,Nature等杂志刊文证实Xist参与X染色体失活的调控(图4)。
此后越来越多的研究表明,LncRNA在众多生命活动过程中发挥重要作用,LncRNA开始引起人们广泛的关注。
外泌体lncRNA芯片研究方法及思路
外泌体lncRNA芯片研究方法及思路
一、技术简介
外泌体(Exosome)是由细胞分泌而来的微小囊泡,直径约为30-200 nm,形态也呈现出多样性。
长链非编码RNA(long non-coding RNA)是一类转录本长度超过200nt、不编码蛋白的RNA。
近年来的研究表明lncRNA能在标贯遗传、转录及转录后水平上调控基因表达,参与了X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程,与人类疾病的发生、发展和防治都有着密切联系。
lncRNA芯片对lncRNA进行功能研究也被更多的关注,通过设计不同的lncRNA探针,可以更加快速、高通量地筛选出疾病或特定生物学过程中差异表达的lncRNA和mRNA信息,最终找到lncRNA的靶基因位点深入分析调控机制。
二、测序流程:
1. RNA提取
2. 逆转录合成cDNA1链
3. 合成cDNA2链
4. 体外转录合成cRNA
5. 随机引物合成正义链DNA
6. DNA产物片段化
7. Cy3标记
8. 芯片杂交
9. 数据分析
三、数据分析
1. 芯片数据质控和标准化
2. 主成分分析
3.mRNA表达模式聚类分析
4. GO富集分析
5. KEGG富集分析
6. lncRNA表观模式聚类分析。
LncRNA的研究思路是怎么来的
LncRNA的研究思路是怎么来的有很多⼈在弄LncRNA研究吧,估计是这样的,那⼀般的LncRNA研究到底需要做些什么?要深⼊了解这个问题,我们需要从这四⽅⾯⼊⼿:也就是:最基本的表达分析、表型功能实验、机制分析和临床数据。
不管是好蚊帐还是Low蚊帐,做完这⼏⽅⾯也基本上能成型了。
那我们继续再将每个node深⼊分析:表达分析我们要做什么?就是体内表达和体外的细胞表达两种。
表型功能实验⼜要细分成体外细胞表型,体内细胞表型和体内的基因表型,没错下游基因的表达变化,我们在这⾥也作为⼀种表型来进⾏分析。
机制的话,其实LncRNA的机制就这么⼏种、转录调控、转录后调控和蛋⽩调控。
可能你们最最喜欢⽤的就是LncRNA的转录后调控,因为这个做起来最简单。
临床数据,除了体内的基因表达,还需要结合⽣存曲线等等表型。
那我们再往下细分。
⽐如体外的表达还需要做什么啊?LncRNA是不会去做Western的,所以都是RNA表达分析。
那功能实验呢?就肿瘤⽽⾔,就是什么增殖、迁移、侵袭、⾃噬、凋亡,现在还多了个外泌体。
机智⽅⾯,刚才说的LncRNA的转录后调控,其实就是作为MiRNA的Sponge。
⽽转录调控呢?就需要研究LncRNA与转录因⼦的结合了。
蛋⽩的调控并不常见,⽐如2015年有⼀篇LncRNA作为NFkappaB磷酸化位点的MASK的⽂献。
这样的机制,理论上难度会更⼤。
呃,弄完整个思路的脑图,会变成这样:机智的童鞋会识别⼀下这个⼩程序码,应该就能看到图了。
华丽丽的分割线李莫愁博⼠:对于思路,其实都是⼤家慢慢⾃⼰累积的⼀个过程。
有的时候,不能完全把握所有的⽂献或者所有的Nodes,你可以⼀点点累积⾃⼰脑中的思路,把它最终完善成⼀张完整的脑图。
好啦,⼤家有兴趣的话,⾃⼰也去画画看吧。
整理⼀下思路也是挺不错的呢。
今天就先策到这⾥吧。
lncRNA研究策略与技术
lncRNA研究策略与技术研究背景:长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)是一类不编码蛋白的RNA分子,长度在200 bp 以上,起初被认为是RNA聚合酶II转录的副产物,不具有生物学功能;近期的研究说明lncRNA具有保守的二级结构,可以与蛋白、DNA和RNA相互作用,参与多种生物学过程的调控,尤其在肿瘤当中发挥了重要的调控角色,如染色质修饰、转录激活和抑制、转录后调解以及作为miRNA的诱导分子干扰基因的表达等,图1所示。
随着高通量测序技术的发展,越来越多的lncRNA被注释,但是绝大多数的lncRNA的功能仍然不清楚,因此lncRNA的研究是一片非常广阔的未知领域,具有极大的研究价值和意义。
图1. lncRNA参与肿瘤生物学调控,红色线状图表示lncRNA锐博生物提供研究思路:差异lncRNA筛选的研究方法:案例解读:案例(一)RNA seq发现lincRNA1. 2011年,Rinn研究小组对24种组织样本进行RNA测序发现了8000多个人的lincRNAseq预测lincRNAlincRNA的数量及交集及用软件组装的结果2. lincRNA的表达具有组织特异性图3. lincRNA和mRNA在不同组织当中的表达情况案例(二)lncRNA可以成为各种肿瘤的生物标志物2012斯坦福大学医学院研究人员进行首个大型的癌症lncRNA表达谱分析。
对64个肿瘤样品高通量测序,在各种肿瘤类型之间找出差异表达的1065个已知的以及1072新的lncRNA。
lncRNA表达谱分析案例(三)lncRNA表达谱芯片结合lncRNA-mRNA共表达网络筛选关键lncRNA第二军医大学的研究人员利用2/3肝部分切除(PH)小鼠在不同的时间点,针对肝脏再生过程进行了全基因组lncRNA芯片表达谱分析。
通过lncRNA和mRNA共表达网络分析找到了一个非常有意义的长链非编码RNA(lncRNA-LALR1),并结合体内外实验证实在肝再生过程中lncRNA-LALR1通过激活Wnt/β-Catenin信号加速细胞周期进程,促进了肝细胞增殖。
一文参透:lncrna研究思路、模式和大数据库应用
一文参透:lncRNA研究思路、模式和数据库应用...作者:解螺旋.老谈导语当很多小伙伴还徘徊在miRNA时,lncRNA已经横空出世,还没得来得及反应过来lncRNA到底是怎么回事时,circRNA 又开始崭露头角了。
科研就是这样,你落后一步,便步步落后,跟娶媳妇生孩子是一样一样的。
说回正题,应部分解螺旋粉丝的要求,今天老谈帮大家整体梳理了曾经红极一时、目前热度不减的IncRNA的研究思路和模式以及相关工具,希望能对那些想在IncRNA研究上有所作为的小伙伴能助上一臂之力。
lncRNA研究思路IncRNA参与了X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程。
很多人看到lncRNA的热度还没有过去,经常会问老谈如果没有相关的工作基础,如何开始lncRNA的研究?今天我们就褪去虚伪外衣,研究的大方向是这样子的:1. 寻找到lncRNA分子2. lncRNA分子表型研究3. lncRNA 通过何种机制调节表型?老谈将这些研究方向及实验手段按层次的方式绘成流程图,如下所示:首先,是样本的准备与收集。
高质量的样本是实验结果具有可靠性的前提。
其次,是lncRNA检测。
可以先通过芯片的方式高通量筛选到目的基因,然后通过q-PCR或Northern blot的方法验证所得到的芯片结果。
再次,其研究方向根据研究目的而定。
如果是研究生物标志物,那么可以通过收集更多的临床样本,研究lncRNA对疾病的指示作用。
如果是研究其功能,则是研究其细胞表型、分子表型及机制。
小伙伴们是不是觉得这和miRNA的总体研究思路相似呢?这时可以根据各自的实验平台条件选择相应的研究。
值得注意的是,lncRNA的功能研究并不像miRNA一样通过3’UTR影响翻译套路,总的来说lncRNA机制研究套路还不成熟。
对于很多科研工作者而言,lncRNA分子的获得及其细胞表型的获得并非难事,关键在于如何进行下一步研究,这时候就要涉及到对功能研究的定位。
探测长非编码RNA功能的研究策略
探测长非编码RNA功能的研究策略长非编码RNA(lncRNA)是一类超过200个核苷酸的RNA分子,没有编码蛋白质的能力,但在细胞中扮演着重要的调控角色。
研究lncRNA功能的策略主要包括以下几个方面:1. 高通量测序分析:利用RNA测序技术对lncRNA在不同组织和发育阶段的表达进行全面分析。
通过比较不同条件下lncRNA的表达变化,可以发现与特定生物过程或疾病相关的lncRNA。
2. lncRNA与DNA互作研究:采用染色质免疫共沉淀(ChIP)和DNase I超敏感性测定等技术,确定lncRNA与DNA之间的相互作用。
这些研究可以揭示lncRNA在染色质结构和基因转录调控中的功能。
3. lncRNA与蛋白质相互作用研究:运用RNA免疫沉淀(RIP)、RNA 结合蛋白质免疫共沉淀(RIP-Chip或RIP-Seq)和蛋白质质谱分析(MS)等技术,鉴定lncRNA与蛋白质之间的相互作用。
通过这些研究,可以发现lncRNA与转录因子、染色质修饰蛋白等的相互作用,揭示lncRNA在调控基因表达中的作用机制。
4. RNA干扰研究:采用RNA干扰技术或CRISPR-Cas9系统,通过敲除或过表达特定lncRNA,检验其对细胞功能和生理过程的影响。
同时,还可以利用CRISPR-Cas9系统对lncRNA进行定点突变,以研究lncRNA功能域和调控序列。
5. lncRNA亚细胞定位研究:利用细胞定位技术,如原位杂交、亚细胞分离等方法,研究lncRNA的亚细胞定位,进一步了解lncRNA的功能和调控机制。
6. 系统生物学方法:运用数学建模和计算模拟等系统生物学方法,研究lncRNA在细胞信号传导和调控网络中的作用。
通过结合基因表达数据和调控网络信息,可以预测和验证lncRNA的功能和调控机制。
总之,研究lncRNA功能的策略是多样化的,融合了实验和计算方法。
这些策略的综合应用将为我们进一步揭示lncRNA在基因表达调控和疾病发生机制中的重要作用提供重要的线索。
lncrna研究方案
引言长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)是一类RNA分子,其长度通常超过200个核苷酸,并且不具备翻译成蛋白质的能力。
在过去的几年中,越来越多的研究表明lncRNA在调控基因表达、细胞生命周期以及疾病发生发展等方面起到重要的作用。
本文旨在介绍一种lncRNA的研究方案,包括实验设计、数据分析以及结果解读等方面。
实验设计样本采集首先,需要选择适当的样本进行研究。
根据研究目的和研究对象的不同,可以选择不同的样本来源,如细胞系、动物组织或者患者样本。
确保样本的来源和特性与研究问题相匹配。
RNA提取和测序在获得样本后,需要进行RNA的提取。
根据样本类型的不同,可以使用不同的方法进行RNA提取,如RNA提取试剂盒、酚/氯仿法等。
提取到的RNA质量和纯度需要进行评估,可以使用比色法、琼脂糖凝胶电泳等方法进行检测。
提取到RNA后,可以选择不同的测序方法进行lncRNA的定量分析。
常见的测序方法包括转录组测序(RNA-Seq)和全长转录组测序(full-length transcriptome sequencing)等。
根据研究目的,选择合适的测序方法进行分析。
数据分析数据预处理在进行数据分析之前,需要对得到的测序数据进行预处理。
这一步骤包括去除低质量序列、去除接头序列、去除重复序列等。
常用的工具包括Trimmomatic、Cutadapt等。
数据比对和定量在预处理后,将得到的序列数据进行比对到参考基因组或转录组上。
选择合适的比对工具,如Bowtie、STAR等。
根据比对结果,可以对lncRNA进行定量分析,根据差异表达水平进行筛选。
功能分析对于不同表达的lncRNA,可以进行生物学功能的分析。
根据研究问题,可以选择不同的功能分析方法,如通路富集分析、功能注释等。
常用的工具包括GSEA、DAVID等。
结果解读根据上述的分析,可以得到不同lncRNA的表达差异结果,并进行生物学功能解读。
lncRNA功能研究手册
lncRNA功能研究手册随着生物技术检测手段的发展,我们发现人类基因组中90%的转录产物并不能翻译蛋白。
其中包含一类序列长度大于200 nt的非编码RNA——lncRNA。
这些年来的研究表明,lncRNA以多种调控方式决定了生物体发育,疾病发生等过程。
从目前发现的lncRNA 数目来说,已有5万余条。
但是,到目前为止,真正已知功能的lncRNA不到1000条。
所以,我们可以看到,lncRNA研究领域,还是一个充满了潜力的大宝库。
每一个研究领域,研究方向都有发现新的lncRNA功能的可能性。
1,lncRNA的研究策略汇总2.1 高通量筛选并确认ncRNA为非编码RNA经典的实验设计中,大多是通过高通量芯片或测序筛选差异表达的lncRNA,并通过各种生物信息学分析(GO、Pathway、cis-target、trans-target、co-expression、IPA、GSEA、WGCNA等)确认首选的lncRNA,并qRT-PCR验证表达,Northern blot 去验证高通量筛选的结果,并通过/ 或/ 或CPAT:/cpat/index.php等预测编码能力。
2.2 3’RACE、5’RACE 实验确认其全长目前,模式动物lncRNA数据库中收录的lncRNA 的cDNA序列相对比较准确,如果想针对某条lncRNA开展表观遗传方面的启动子、转录因子等研究,或者准备做miRNA与lncRNA的双荧光素酶实验,来验证某条miRNA可以调控lncRNA,则需要获取5’UTR、3’UTR 的序列。
2.3 细胞定位可以帮助找到lncRNA 作用方式的方向找到lncRNA 后,接下来的重要工作就是研究其调控方式。
从目前已有研究来说,lncRNA的调控方式是多种多样的,染色质调控,转录调控,转录后调控,只要你想得到的,都有它的身影。
那么,当我们知道某一条lncRNA 在细胞中特异性表达时,该怎么入手呢?“脑袋跟着屁股走”,在什么位置,担当着什么样的角色。
lncrna研究方法
LncRNA研究方法引言长链非编码RNA(long noncoding RNA,简称lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸的RNA分子,不具有翻译成蛋白质的能力。
近年来,越来越多的研究表明,lncRNA在生物学过程中起到重要的调控作用。
因此,研究lncRNA的功能和机制对于深入理解基因表达调控和疾病发生发展具有重要意义。
本文将介绍几种常用的lncRNA研究方法,包括lncRNA鉴定、表达分析和功能研究。
1. lncRNA鉴定方法1.1 基于转录组测序技术的lncRNA鉴定1.1.1 基于RNA-seq的lncRNA鉴定RNA-seq是一种高通量测序技术,可以同时检测转录本的数量和结构。
通过RNA-seq数据分析,可以利用不同lncRNA和mRNA的长度、读取方向、外显子数目和剪接事件等特征来鉴定lncRNA。
1.1.2 基于CAGE技术的lncRNA鉴定CAGE(Cap Analysis of Gene Expression)技术可以用来检测转录起始位点(transcription start site,TSS),从而揭示基因的转录起始区域。
结合CAGE技术和高通量测序,可以鉴定lncRNA的转录起始位点,辅助lncRNA的鉴定和表达分析。
1.2 基于生物信息学方法的lncRNA鉴定1.2.1 基于序列保守性的lncRNA鉴定lncRNA在进化中可能会保留一定程度的序列保守性,即不同物种之间的lncRNA序列相对保守。
利用序列保守性的分析方法,可以鉴定出可能的lncRNA 序列,并进行进一步的实验验证。
1.2.2 基于结构特征的lncRNA鉴定lncRNA的结构特征在一定程度上与其功能相关。
通过比对已知lncRNA的结构特征和未知序列的结构特征,可以进行预测和鉴定。
2. lncRNA表达分析方法2.1 qRT-PCRqRT-PCR(quantitative reverse transcription polymerase chain reaction)是一种可靠的lncRNA表达分析方法。
lncRNA,miRNA,TF的研究思路–GCBI学院
lncRNA,miRNA,TF的研究思路–GCBI学院调控表达中相关的lncRNA,miRNA,TF应该如何去研究,今天在这分享一点思路。
1.lncRNA的研究思路首先介绍lncRNA的研究思路,目前lncRNA的研究方法基本基于它的作用机制,那lncRNA的作用机制有哪些呢?•调节转录•介导染色质重构和组蛋白修饰•调节mRNA的剪接方式•产生內源性siRNAs•调节蛋白活性•核酸蛋白复合物的结构组分•调节蛋白细胞定位•小分子RNA的前体那从生物信息学的角度如果去切入呢?基因组位置分析lncRNA的一大功能在于转录调节,其与编码基因的关系可分为上游,下游,或与编码基因正义链和反义链有部分重叠,所以我们可以利用lncRNA的基因组定位法去查询他的上下游及正反义链有哪些编码基因,从而推测其可能作用的靶基因。
共表达网络除了基因组定位,我们也可以通过lncRNA和mRNA两者之间的表达丰度的相关性来推测lncRNA可能的功能。
那怎样才能挑选出潜力lncRNA呢?有三招,第一招,看degree,其大小可以衡量lncRNA的核心程度。
第二招,看P值,Q值及Fold change,通过差异结果进一步筛选目标lncRNA。
最后一招,看相关的编码基因功能,从而推测lncRNA可能的功能。
是不是很简单?大家在做研究的时候也可以借鉴下面这篇文章,它就完美的体现了上面提到的三大招,作者首先筛选出来lncRNA-HEIH,再依次找到了与之相关的18个基因,图中绿色的基因是与肿瘤生长和耐药性相关,所以作者推测lncRNA-HEIH也与肿瘤生长和耐药性相关。
在分析过程中,常用的lncRNA数据库有NCBI,ENSEMBL,lncRNAdb,NONCODE,lncRNADisease,Sanger Institute,ncRNA Expression Database 。
比较常用和权威的就是NCBI,ENSEMBL,大家可以自己实践操作一下看看各数据库的功能和特点。
【原创】解读10分lncRNA文献4步法研究lncRNA功能
【原创】解读10分lncRNA文献4步法研究lncRNA功能今天解读的这篇文章发表在2013年6月的《nature communications》上。
作者利用二代测序研究了单核细胞系受细菌脂多糖应激后lncRNA 的表达变化。
然后通过knock out实验验证了两条lncRNA的潜在功能。
首先,我们来看看这篇文章的思路,其实功能研究文章的核心思路很简单,只有四步。
但是最核心就是第三步:找到目标分子。
而这篇文章找的目标分子是lncRNA,而且是enhance lncRNA,最后还证明的确有功能。
怎么找目标分子,首先分析文章主线:这篇文章是10分的,内容很多。
但文章的主线很简单,只有三步:1)处理和测序:利用细菌脂多糖处理细胞系,激发炎症反应,然后进行lncRNA测序2)lncRNA数据的分析:mRNA差异分析→ 找到关键应答的编码基因→以编码基因为线索找到候选lncRNA3)目标lncRNA功能分析与验证这篇研究之所以能发10分关键在于第二步1)如何将lncRNA 扯到 enhance RNA;2)如何将从大量lncRNA 中筛选有潜在功能意义的lncRNA接下来,我们就从第二步出发,看看作者是怎么一步步找到目标lncRNA的。
文章数据分析主线第二步:lncRNA数据的分析我们都知道,lncRNA是非编码的,要分析推测lncRNA的功能,只能利用编码gene为线索。
所以大部分lncRNA功能研究的文章,都符合“mRNA → lncRNA”的逻辑思路。
最常用的线索其实也就两条:1)lncRNA 和关键编码基因的位置关系;2)共表达关系。
由于这个研究只测了两组数据(处理组和对照组),无法计算相关系数,所以mRNA和lncRNA位置关系就是最核心的信息的。
那么,作者又是如何找到目标lncRNA的呢?1、RNA-seq结果表明细菌脂多糖引起先天免疫应答一个与炎症反应相关的基因IL1β在炎症反应下表达第二高。
一张图看懂LncRNA研究模式--结合近期典型文章详细解读分享
一张图看懂LncRNA研究模式--结合近期典型文章详细解读分享一张流程图看懂 LncRNA功能研究--ceRNALncRNA (Long noncoding RNAs, lncRNAs)长链非编码 RNA,目前一般定义转录长度>200nt的非编码RNA为LncRNA。
LncRNA 起初被认为是基因组转录的不具有生物学功能的“噪音”,只是RNA 聚合酶II转录的副产物。
随着近年来各类LncRNA被大量发现,LncRNA被证实参与了细胞内多种重要的调控过程,最近LncRNA研究更是成果不断,例如2017年5月4日,Cell杂志在线发表了中科院生化与细胞研究所陈玲玲课题组题为“SLERT Regulates DDX21 Rings Associated with Pol I Transcription”的关于LncRNA的最新研究成果,该成果揭示了细胞核仁里LncRNA SLERT 在RNA聚合酶I转录过程中的重要功能和作用机制,这是首次在人类细胞中发现可以调控RNA聚合酶转录的LncRNA。
与LncRNA研究成果频出相对应的是,近几年有关LncRNA研究的国自然立项数连年增长,2016年261项,2017年更是达到了345项。
LncRNA的相关研究也逐渐成为了当今生命科学最热门的研究领域之一。
本文先介绍当前最热门的LncRNA功能研究--ceRNALncRNA的ceRNA作用模式:LncRNA作为竞争性内源RNA(ceRNA),与miRNA 结合,在细胞中起到miRNA海绵的作用。
从而降低miRNA的活性,间接上调miRNA相关靶基因的表达。
话不多说,直接上图基于ceRNA调控机制的 LncRNA系统研究思路接下来我们选择了2017年6月28日在线发表在Molecular Cancer的一篇发现并研究LncRNA MRCCAT1在肾透明细胞癌的作用和机制的文章,通过解读此文来讲述LncRNA研究方法。
两篇文章告诉你lncRNA的主要研究思路
两篇文章告诉你lncRNA的主要研究思路长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)一般指不具有蛋白编码能力,转录本长度超过200 nt的RNA分子,包括intronic/exonic lncRNAs、antisense lncRNAs、overlapping lncRNA和long intergenic ncRNAs(lincRNAs)。
LncRNA与细胞周期和分化、发育、生殖、性别调控、衰老以及多种人类疾病密切相关。
lncRNA数量比较多,大约是为mRNA的3-100倍,但是目前多数lncRNA的功能仍不清楚,有很大的研究空间。
最近,有文章报道lncRNA可以编码微肽并具有特定生物学功能,又拓展了新的研究方向。
因此,lncRNA是目前生物和医学研究中的热点话题之一。
高通量研究lncRNA主要思路1. 利用组学研究LncRNA时空表达模式包括不同发育阶段、疾病发展进程等生物学连续过程中的lncRNA 的种类、数量和表达丰度。
2. 候选lncRNA的功能研究高通量筛选出对照组/处理组、处理不同时间点间以及其它生物学相关差异候选lncRNA,再进行后续功能学研究或作为疾病治疗靶点和biomarker研究。
3. LncRNA-mRNA或LncRNA-lncRNA interaction调控生物学功能研究例如利用Genome-scale RNA interactome analysis(RIA-Seq)分析到TINCR lncRNA与多种mRNA结合调控细胞发育。
4. miRNA-dependent CeRNA研究(转录组层面)。
5. LncRNA的多组学研究(基因组、转录组、表观组学等多层面)。
6. LncRNA编码肽段的研究高通量预测组学lncRNA数据的蛋白编码能力,生信分析流程中保留可以编码的lncRNA进行后续研究。
下面我们通过两篇基迪奥项目文章,看看别人如何研究lncRNA 的表达模式。
lncRNA研究的常见思路与策略
lncRNA研究的常见思路与策略lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪⾳”,是RNA聚合酶II转录的副产物,不具有⽣物学功能。
然⽽⼤量研究表明,lncRNA在细胞核内、核外,通过染⾊质修饰,转录调控,转录后调控等多种⽅式调节基因表达,在肿瘤发⽣发展中具有重要作⽤。
lncRNA功能研究的基本思路⼀般来说,lncRNA功能研究的主线包含3个主要步骤:(1)⾼通量筛选。
全转录组测序和lncRNA芯⽚是⽬前最常⽤的技术⼿段,通过这种⾼通量的筛选⽅法,可以快速获得不同实验组间差异表达的lncRNA和mRNA。
(2)候选lncRNA的确定。
通过⽣物信息学分析,从⼤量lncRNA 中筛选有潜在功能意义的lncRNA。
(3)⽬标lncRNA的功能分析与验证。
根据上述⽣物信息分析推断出lncRNA可能的⽣物学功能,并设计相应的实验来验证假设是否成⽴。
lncRNA研究的基本流程LncRNA的⼀般研究策略1. lncRNA筛选通过lncRNA芯⽚或RNA测序等⽅法对多对疾病模型和对照样本组织进⾏lncRNA表达谱分析;通过⽣物信息学的⽅法筛选出具有表达差异的lncRNA,预测lncRNA的靶基因,构建共表达⽹络;通过PCR或Northern Blot技术对候选lncRNA验证,确定其表达差异。
lncRNA筛选建议根据统计学筛选,⽐如fold-change和p-value,同时表达量⾼的根据lncRNA在基因组上的位置进⾏筛选根据lncRNA的靶基因进⾏筛选,筛选和表型相关的lncRNA根据lncRNA与mRNA在表达上的协同关系进⾏推断,筛选具有hub地位的lncRNA根据lncRNA与protein的关系进⾏筛选根据lncRNA与miRNA的靶向关系筛选2. lncRNA全长克隆可以通过5'RACE获取lncRNA 5'全长,3'RACE获取lncRNA 3'全长,最终拿到完整的lncRNA序列。
lncRNA课题设计和方法探究
个人建议:目前做lncRNA最好加入部分表观遗传,因为表观遗传是热点, 基金项目每年接近300项,如:lncRNA启动子区域甲基化,组蛋白修饰,或 者用Cas9的方法进行敲出基因。
为什么作者选择lncRNA TCF7
在读这个文章的时候,我一直在思考这个问题,那样多的lncRNA ,为什么单单 选择了这个呢,个人认为存在的原因如下:1这三组对照细胞的RNA-SEQ ,结合 lncRNA分析,发现lncRNATCF7和调控的TCF7存在一致性。(牛B实验室,很有 钱,花钱如流水的实验室)2si rna小分子库针对筛选出来的差异性的lncRNA(同 样是牛B实验室所为) 3 屌丝做法:(1:查找文献,看看与表型发生一致的基因, 在该基因上下游去寻找关键的lncRNA;2确定几个差异性大的lncRNA,然后si 干 扰该lncRNA,表型做出来,然后寻找该lncRNA周围关键的基因,如果和si 后,存 在一致性,这个lncRNA就是我们要寻找的) TCF7在胚胎发育,肿瘤耐 药中,起到关键作用,作者 就是通过这种方法把两者建 立关系的。
细胞软琼脂克隆实验,以及原代细胞建立细胞系干扰lncRNATCF7,克隆 能力明显减弱,动物试验中,干扰以后,肿瘤的大小明显降低。 实验建议:先做表型,机制只要能解释表型, 论文就可以发表。
lncRNATCF7是肝癌干细胞保持更新所必须的
肿瘤研究中,一般干扰和过表达某一个基因都要独立进行实验的,接下来过表达 lncRNATCF7检测,检下图分别是检验过表达效率,过表达后,干性基因的RT和WB水 平检验,过表达lncRNATCF7后,干性基因的表达量明显的上调。
课题选择之研究方法
1:lncRNA结合转录因子,通过影响基因的启动子区域,调控基因的表达, 从而调控细胞的表型 ,这个实验最大的难点在于RIP技术,rna-pull-down 技术,这几个都是难度系数是9多的拦路虎,慎重进入
LncRNA研究思路
LncRNA研究思路lncRNA参与了X染色体沉默,基因组印记以及染色质修饰,转录激活,转录干扰,核内运输等多种重要的调控过程,很多人看到lncRNA的热点还没有过去,经常会问老谈如果没有相关的工作基础,如何开始lncRNA的研究?今天我们就褪去虚伪假衣,研究的大方向是这样子的:1。
寻找到lncRNA分子2。
lncRNA分子表型研究3。
lncRNA通过何种机制调节表型?老谈将这些研究方向及实验手段按层次的方式绘成流程图,如下所示:首先,是样本的准备与收集,高质量的样本是实验结果具有可靠性的前提。
其次,是lncRNA检测,可以先通过芯片的方式高通量筛选到目的基因,然后通过q-PCR或Northernblot的方法验证所得到的芯片结果。
再次,其研究方向根据研究目的而定。
如果是研究生物标志物,那么可以通过收集更多的临床样本,研究lncRNA对疾病的指示作用.如果是研究其功能,则是研究其细胞表型,分子表型及机制。
小伙伴们是不是觉得这和miRNA的总体研究思路相似呢?这时可以根据各自的实验平台条件选择相应的研究。
值得注意的是,lncRNA的功能研究并不像miRNA一样通过3’UTR影响翻译套路,总的来说lncRNA机制研究套路还不成熟。
对于很多科研工作者,lncRNA分子的获得及其细胞表型的获得并非难事,关键在于如何进一步进行研究,这时候就要涉及到对功能研究的定位.归纳如下:lncRNA的功能分为3方面:1. 是通过修饰染色体参与表观调节;2。
通过与转录因子的相互作用参与转录调节;3. 通过影响mRNA处理过程参与转录后调节。
在以上3个方向的研究中,其中转录后调节相对简单,大家在选择lncRNA的时候,可以对其序列做一下分析,看看自己研究的lncRNA是作为miRNA的sources还是sinks?另外两方面的调节机制均涉及RNA—蛋白质的相互作用。
在没有目的蛋白的时候,此时不得不使用先进技术,用于检测RNA—蛋白质相互作用的实验手段如下:RNA—蛋白质相互作用的检测手段有nRIP,CLIP;lncRNA由于其长片段核苷酸序列,碱基之间相互作用,通常二级结构,可通过RNase足迹等实验手段进行探讨;在染色体结构修饰作用中,还会涉及RNA-RNA的相互作用,可通过CHIRP等实验手段来研究.由于上述实验手段比较难得,lncRNA的机制研究相对还是比较困难。
lncRNA研究还有哪些新思路?
lncRNA研究还有哪些新思路?与lncRNA相关的研究一直是国自然的热点,但近年来也显现出趋于饱和的趋势,而ceRNA机制的研究更是多得泛滥,中标困难,特别是在肿瘤口之中。
如何在lncRNA研究中找到新的思路?今天就带大家看一篇lncRNA相关的外泌体研究。
文章APC-activated long noncoding RNA inhibitscolorectal carcinoma pathogenesis through reduction of exosome production发表在J Clin Invest(IF=12.28)上。
文章大体思路是,APC(adenomatouspolyposis coli)基因是一个已知的结直肠癌抑癌基因,作者通过lncRNA芯片找到APC调控的下游lncRNA lncRNA-APC1,其机制是APC能够通过抑制PPARα在lncRNA-APC1启动子上的富集来促进lncRNA-APC1的表达,而lncRNA-APC1的过表达能够通过与Rab5b mRNA的直接结合降低其mRNA的稳定性,抑制Rab5b的表达从而抑制外泌体的产生。
敲减lncRNA-APC1的结直肠癌细胞(CRC)能够激活内皮细胞的MAPK 信号通路促进血管生成,此外外泌体来源的Wnt1还会促进结直肠癌细胞的增殖和迁移。
下面我们就来仔细看看这篇文章的具体研究内容首先是通过lncRNA找到APC调控的下游的lncRNA lncRNA-APC1然后分析lncRNA-APC1在结直肠癌中的表达情况,验证APC对lncRNA-APC1的调控作用。
接下来分析APC调控lncRNA-APC1的分子机制调节β- catenin蛋白的稳定性是APC最重要的功能,因此作者首先探究是否APC可以通过调节β- catenin蛋白来调控lncRNA-APC1的表达,结果表明,lncRNA-APC1的表达与β- catenin蛋白无关。
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LncRNA研究思路
lncRNA参与了X染色体沉默,基因组印记以及染色质修饰,转录激活,转录干扰,核内运输等多种重要的调控过程,很多人看到lncRNA的热点还没有过去,经常会问老谈如果没有相关的工作基础,如何开始lncRNA的研究?今天我们就褪去虚伪假衣,研究的大方向是这样子的:
1. 寻找到lncRNA分子
2. lncRNA分子表型研究
3. lncRNA通过何种机制调节表型?
老谈将这些研究方向及实验手段按层次的方式绘成流程图,如下所示:
首先,是样本的准备与收集,高质量的样本是实验结果具有可靠性的前提。
其次,是lncRNA检测,可以先通过芯片的方式高通量筛选到目的基因,然后通过q-PCR或Northernblot的方法验证所得到的芯片结果。
再次,其研究方向根据研究目的而定。
如果是研究生物标志物,那么可以通过收集更多的临床样本,研究lncRNA对疾病的指示作用。
如果是研究其功能,则是研究其细胞表型,分子表型及机制。
小伙伴们是不是觉得这和miRNA的总体研究思路相似呢?这时可以根据各自的实验平台条件选择相应的研究。
值得注意的是,lncRNA的功能研究并不像miRNA一样通过3’UTR影响翻译套路,总的来说lncRNA机制研究套路还不成熟。
对于很多科研工作者,lncRNA分子的获得及其细胞表型的获得并非难事,关键在于如何进一步进行研究,这时候就要涉及到对功能研究的定位。
归纳如下:
lncRNA的功能分为3方面:
1. 是通过修饰染色体参与表观调节;
2. 通过与转录因子的相互作用参与转录调节;
3. 通过影响mRNA处理过程参与转录后调节。
在以上3个方向的研究中,其中转录后调节相对简单,大家在选择lncRNA的时候,可以对其序列做一下分析,看看自己研究的lncRNA是作为miRNA的sources还是sinks?
另外两方面的调节机制均涉及RNA-蛋白质的相互作用。
在没有目的蛋白的时候,此时不得不使用先进技术,用于检测RNA-蛋白质相互作用的实验手段如下:
RNA-蛋白质相互作用的检测手段有nRIP,CLIP;lncRNA由于其长片段核苷酸序列,碱基之间相互作用,通常二级结构,可通过RNase足迹等实验手段进行探讨;在染色体结构修饰作用中,还会涉及RNA-RNA的相互作用,可通过CHIRP等实验手段来研究。
由于上述实验手段比较难得,lncRNA的机制研究相对还是比较困难。
那我们该怎样进行lncRNA研究呢?咱换个思路,不要将lncRNA作为一个调节分子,而是把lncRNA当做和mRNA 一样的分子来研究,尽管很少表达蛋白。
在体外,可以通过分子干扰手段,进行分子及表型研究;在体内,也是如此。
两者通过各种组合,那就等着发5分的文章吧。