“富矿”的开发——浅谈miRNA的研究
导读 | microRNA(microRNA)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。通过与靶基因的3’UTR配对,促进mRNA的降解或抑制mRNA的翻译,从而抑制靶基因的表达。 |
什么是microRNA?
microRNA(microRNA)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。通过与靶基因的3’UTR配对,促进mRNA的降解或抑制mRNA的翻译,从而抑制靶基因的表达。
现在,miRBase(1)共收录223个物种的28645个microRNA前体,35828个成熟microRNA (miRBase, v21, 2014年6月)。
图1.大鼠、小鼠及人类基因组中成熟microRNA数目
MicroRNA的生成MicroRNA编码基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等形式存在于基因组中,通常位于蛋白编码基因之间或内含子区域。在细胞核内,基因组DNA转录生成较长的microRNA基因初级转录物(primary microRNA,pri-microRNA),pri-microRNA被核内的Drosha核酸酶剪切,先形成具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体(pre-microRNA),经Exportin转运蛋白运输至细胞质内,再进一步被Dicer酶加工,形成长度约为22nt(碱基)的双链RNA(microRNA:microRNA*),其中一条链形成成熟的microRNA(mature microRNA),另一条链(microRNA*)一般会被降解。成熟的microRNA随后组装进RNA诱导的沉默复合体(RISC, RNA Indueced Silencing Complex),通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译,从而在转录后水平调控基因的表达(最新发现microRNA也能在转录水平调控基因表达)。microRNA在物种进化中相当保守,在动物、植物和真菌等中发现的microRNA表达均有严格的组织特异性和时序性。
MicroRNA的功能和特性
最近的研究表明microRNA在细胞生长和发育过程中可参与各种各样的调节途径,包括胚胎发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。microRNA在一些人类重大疾病,如肿瘤、心血管疾病、衰老等中起到重要的调节作用。虽然现在只有一小部分microRNA的生物学功能得到阐明,但microRNA在疾病发生发展过程中的作用越来越多的引起研究人员的关注。随着对于microRNA作用机理的进一步的深入研究,可能会发现越来越多的microRNA作为疾病诊断的新的生物学标记,还可能使得microRNA成为药靶,或是模拟microRNA分子的功能机制进行新药研发,这将可能会给人类疾病的诊断、预后和治疗提供一种新的手段。
MicroRNA特点:
调节个体发育过程;
调节基因表达;
参与细胞周期调控,细胞增殖、分化、凋亡;
microRNA在癌症、心血管疾病、神经疾病等多种疾病中的表达异常;
一种microRNA的靶基因有几十-几百种;
一个mRNA也可能受到多个microRNA调控。
MicroRNA研究的基本问题及研究方法
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