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1、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
2、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
3、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3UTR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。归纳如下： lncRNA的功能分为3方面:1. 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mRN
4、A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，则碱基之间相互作用，通常具有二级结构，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
5、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。LncRNA研究模式我们先来谈一谈“老瓶”基因研究模式。首先向大家灌输“文章模块化拆解的核心思想”。打个比喻，不管是亿万富翁还是街头的流浪汉，作为人这个物种，他都有手脚心肝肺等，即使他们的外在地位不一样，但作为物种来讲，他们组成形式都差不多。基础科研的文章也一样，十
6、篇文章可能有十个分值，但是他们的组成模块其实差不多，都是由“领域”、“分子”、“效应”、“通路”组成（如下图所示），不同的文章就是不通模块的组合。上面这个研究模式大家是不是很亲切？其实，lncRNA研究也可以装进上面那个老瓶里，只不过把“gene”换成“lncRNA”而已。下面是一个lncRNA普通模板实例：领域（胆囊癌）、分子（lncRNA）、效应方法验证（敲减效率）、细胞层次（MTT实验、转移小室、克隆形成实验）和动物层次。这篇文章并不涉及机制研究，所以各位小伙伴是不是觉得分外眼熟？除去机制研究，和普通基因的研究模式是不是很接近呢！基本套餐的lncRNA和基因研究不同点在于机制研究，两者的
7、研究手段不一样。lncRNA机制研究的常用技术为：RACE技术、RNA pulldown技术、RIP（RNA immunoprecipitation）技术。幸运的是，目前lncRNA不需要做到机制层面也能发表一篇2-3分档次的SCI，有兴趣的小伙伴还不赶紧小试身手！经典的教科书上所记录的中心法则: DNARNA蛋白。但是随着分子生物学的不断发展，非编码RNA已经越来越显示出重要的功能。经过将近十年的深入研究，研究者已经发现了多种lncRNA的作用模式。但是面对纷繁复杂的lncRNA作用模式，小伙伴们是不是感到无从下手？今天老谈就把lncRNA的作用模式总结一下，希望帮助小伙伴们更好地理解。ln
8、cRNA 的作用模式可以分为四大类: signal，decoy，guide，scaffold。、signal：lncRNA的第一种作用是调控下游基因转录。已有研究发现，不同的刺激条件和信号通路下，lncRNA将会被特异性地转录，并作为信号传导分子参与特殊信号通路的传导。一些lncRNA分子被转录后，拥有调控下游基因转录的作用。从生物体的角度而言，利用RNA进行转录调控是具有明显优势的，因为利用RNA进行调控，且不涉及蛋白质的翻译，因此具有更好的反应速度，对于机体的某些急性反应可以做出更好更迅速的反应。2、decoy：lncRNA的第二种作用是分子阻断剂。这一类lncRNA被转录后，会直接和蛋白
9、（一般都是转移因子/转录调节子）结合，从而阻断了该分子的作用和信号通路。由于lncRNA的结合，这类转录因子的功能被阻断，从而调控下游的基因转录。3、guide：第三种作用模式是lncRNA与蛋白结合（通常是转录因子），然后将蛋白复合物定位到特定的DNA序列上。研究发现lncRNA介导的这种转录调控作用可以是顺式作用模式，也可以是反式作用机制，因此仅仅从lncRNA的序列上是无法获得信息的。4、scaffold：lncRNA 还可以起到一个“中心平台”的作用，即多个相关的转录因子都可以结合在这个lncRNA分子上。在细胞机体中，当多条信号通路同时被激活，这些下游的效应分子可以结合到同一条lnc
10、RNA分子上，实现不同信号通路之间的信息交汇和整合，有利于机体/细胞迅速地对外界信号和刺激产生反馈和调节。需要注意的是，虽然lncRNA的作用模式可以总结为上述四种，但是这四种作用机制和模式是相互关联，而非相互排斥的。千万不要孤立且割裂地看待lncRNA的作用方式，这样会使视野受限，不利于更好地理解lncRNA的机制。lncRNA的常用数据库大全有关所有lncRNA全方面的功能研究还需要进一步的探索，少不了需要装配研究的利器，帮助我们在寻求相关lncRNA信息时能够手到擒来，不费吹灰之力！今天老谈就跟大家分享一些研究lncRNA的数据库，帮助大家做好科研准备工作。1.NONCODE：NONCO
11、DE提供对长链非编码RNA的全面注释，包括表达和ncFANs计算机软件预测的lncRNA功能。这是非编码RNA研究的知名数据库，已经更新到2014年的8月了。网址：http:/www.noncode.orgNote：小伙伴们要小心使用时，可能出现的各种状况，因为这个网站对lncRNA的命名方法是他们网站内部命名的系统！要哭了有没有，根本找不到你要的lncRNA但有个办法解决，因为他们的网站有Blast系统，你如果有lncRNA序列的话，还是能找到对应的编号的。对于lncRNA在不同组织中的表达的研究还是挺有用的。2.lncRNAdb:提供有生物学功能的长链非编码RNA的全面注释。这是长链非编码
12、RNA研究领域的大牛Johnmattick实验室构建的网站。网址：http:/www.lncrnadb.org/Note：这个用下来凭良心说还行，输入lncRNA名称之后，会对这个lncRNA的功能及表达进行注释。这个网站用的是NCBI上Gene的命名法，使用上还是没有障碍的。3.CHIPbase：提供长链非编码RNA的表达图谱和转录调控的全面鉴定和注释，整合了高通量的RNA-seq鉴定的lncRNA及其表达图谱和ChIP-Seq实验技术鉴定的转录因子结合位点。网址：http:/ PAR-CLIP , iCLIP）和mRNA降解组测序数据支持的microRNA靶标数据库,包含了miRNA-mRNA，miRNA-lncRNA，miRNA-circRNA，miRNA-ceRNA和RNA-protein等的调控关系。整合和构建多个流行的靶标预测软件的交集和调控关系。网址：http:/ LncRNADisease: 提供了文献报道的疾病相关的长链非编码RNA的注释。网址：http:/
