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腾讯登录miRNA测序在非编码RNA研究中的应用案例
| 导读 | 雷特氏综合征（Rett syndrome）是一种严重影响儿童精神运动发育的神经发育性疾病。甲基化-CpG结合蛋白2（MeCP2）基因功能的缺失会导致该病的发生。 |
研究背景
雷特氏综合征（Rett syndrome）是一种严重影响儿童精神运动发育的神经发育性疾病。甲基化-CpG结合蛋白2（MeCP2）基因功能的缺失会导致该病的发生[1,2]。反之，MeCP2基因拷贝数的增多则会导致自闭症（Autism spectrum disorders）的产生[3]。因此，可以说MeCP2蛋白的剂量效应对中枢神经系统（Central nervous system, CNS）的正常发育起到了核心作用。MeCP2可以通过招募组蛋白脱乙酰酶复合物（Histone deacetylase complex, HDAC）从而结合甲基化CpG岛来作为转录抑制因子[4-7]。转录组研究发现，在小鼠大脑mecp2基因敲除的情况下，大量基因被抑制表达，暗示了MeCP2蛋白在基因转录调控中可能起到了正调控的作用[8]。然而，由于MeCP2不同于转录因子（Transcription factor, TF）对下游基因的调控模式，MeCP2并不通过直接结合下游靶标基因的启动子序列来促进靶标基因的表达。因此，人们认为MeCP2对基因的正调控可能是通过影响转录后调控来进行的，例如：miRNA等。有证据表明，mecp2缺失突变的小鼠中，miRNA的表达同样发生了变化[9-11]。然而，针对MeCP2与miRNA之间确切的关系在之前却还并不为人所知。
研究进展
2014年3月10日，国际著名期刊Developmental Cell（影响因子12.861）发表了中科院上海生命科学研究院神经科学研究所仇子龙研究组对MeCP2的最新研究成果。作者通过上海伯豪生物技术有限公司的miRNA测序服务首次确认了mecp2突变后会导致基因敲除的小鼠海马区细胞中720个miRNA中314个（占比43.6%）表达量大幅上升（上升倍数>1.5倍）（图1）。作者为了验证MeCP2的过表达是否会抑制miRNA的表达，又对MeCP2蛋白过表达的大脑皮层神经元（Cortical neurons）进行了RNA测序。结果发现，大量的miRNA的表达量的确出现了大幅下降（下降倍数>1.5倍）。从而证明了MECP2可以显著调控miRNA的生物合成。
参考文献
1 Amir, R., Van, d.-V.-I., M, Tran, C., Francke, U. & Zoghbi, H. Rett syndrome is caused by mutations in X-linked MECP2, encoding methyl-CpG-binding protein 2. Nature genetics 23, 185-188 (1999).
2 Chahrour, M. & Zoghbi, H. Y. The story of Rett syndrome: from clinic to neurobiology. Neuron 56, 422–437 (2007).
3 ‡, M. B. R. M. P. et al. Autism and other neuropsychiatric symptoms are prevalent in individuals with MeCP2 duplication syndrome †. Annals of Neurology 66, 771–782 (2009).
4 Lewis, J. D. et al. Purification, sequence, and cellular localization of a novel chromosomal protein that binds to methylated DNA. Cell 69, 905–914 (1992).
5 Nan, X., ., Meehan, R. R. & Bird, A., . Dissection of the methyl-CpG binding domain from the chromosomal protein MeCP2. Nucleic Acids Research 21, : 4886–4892. (1993).
6 Nan, X., . et al. Transcriptional repression by the methyl-CpG-binding protein MeCP2 involves a histone deacetylase complex. Nature 393, 386-389.
7 Cheval, H., Selfridge, J., Guy, J. & Bird, A. The role of MeCP2 in the brain. Annual Review of Cell & Developmental Biology 27, 631-652 (2010).
8 Maria, C. et al. MeCP2, a key contributor to neurological disease, activates and represses transcription. Science 320, 1224- (2008).
9 Szulwach, K. E. et al. Cross talk between microRNA and epigenetic regulation in adult neurogenesis. Journal of Cell Biology 189, 127-141 (2010).
10 Urdinguio, R. G. et al. Disrupted microRNA expression caused by Mecp2 loss in a mouse model of Rett syndrome. Epigenetics 5, 656-663 (2010).
11 Hao, W. et al. Genome-wide analysis reveals methyl-CpG-binding protein 2-dependent regulation of microRNAs in a mouse model of Rett syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107, 18161-18166 (2010).
（转化医学网360zhyx.com）
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