lnc RNA学习笔记

概述

非编码RNA,根据其长度的不同可分为长链非编码RNA和短链非编码RNA。转录本序列长度在200 bp 以上的非编码RNA 通常被称为长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)。

目前,lncRNA的发现主要是通过以下三种途径:

  • 传统的遗传学手段(如Xist、H19、HOTAIR以及植物中的HID1等);
  • 芯片方法(如乳腺癌、胰腺癌、肝癌等癌症相关的lncRNA等);
  • 高通量RNA-seq方法鉴定(新的lncRNA等)。

分类

许多lncRNA都具有保守的二级结构,剪切形式以及亚细胞定位,这种保守性和特异性表明它们是具有功能的。但lncRNA的功能相对于microRNA和蛋白质的功能来说更加难以确定,因为目前并不能仅根据序列或者结构来推测它们的功能。根据它们在基因组上相对于蛋白编码基因的位置, lncRNA可以分为五类:

(1)Antisense lncRNA (反义lncRNA) 与相反链上的转录产物部分或完全互补
(2)Enhancer lncRNA (增强子lncRNA) 由蛋白质编码基因的增强子区域产生
(3)Large intergenic noncoding RNA (lincRNA) 由位于蛋白质编码基因之间的序列独立转录
(4)Bidirectional lncRNA (双向lncRNA) 与蛋白质编码基因共享相同的启动子,但转录方向相反
(5)Intronic transcript lncRNA (内含子lncRNA) 由基因的内含子产生

另circRNA,由转录产物剪接并形成共价闭合的环状RNA。通常单独做cirRNA鉴定分析,在此作为特殊的分类。

lnc RNA学习笔记_第1张图片
lncRNA分类

功能

lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”,但近期研究表明,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,这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。

根据其所处位置的不同,其发挥的作用也不相同。核内lncRNA占lncRNA的大多数,通过招募染色质调节因子(chromatin modifiers)到DNA上来发挥调节作用,或者作为一些核糖核蛋白的脚手架来发挥作用。而胞浆中的lncRNA作用于基因的转录后水平的调节,如作为miRNA海绵(可以是环状结构,也可以是线性结构),抑制miRNA对mRNA的作用。同时lncRNA还可以影响到RNA的半衰期。

可总结如下:

  • 作为RNA诱饵,结合转录因子,干扰其与基因promoter区域的结合,从而调控转录;
  • 作为分子海绵,吸附miRNA,抑制其与mRNA的结合,使得mRNA免于降解;
  • 作为蛋白互作的支架或桥梁,影响蛋白多聚物的形成,调控蛋白活性;招募染色质修饰因子,改变染色质的修饰水平,从而影响基因的转录和表达;
  • 与mRNA配对结合,抑制翻译;
  • 与mRNA配对结合,影响剪切;
  • 与mRNA配对结合,影响mRNA的稳定性。

lncRNA数据库

常用lnc数据库:NONCODE lncRNAdb LncRNome starBase lncRNASNP2 LncRNADisease
综合型数据库:RNAcentral

lnc建库

lnc生物分析流程

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