Genome Research全面解讀基因組miRNA
日期:2015-08-21 09:03:15
MicroRNA(miRNA)在調控基因表達中起到了關鍵性作用,涉及了許多生理學和病理學過程。
成熟miRNA只有大約22個核苷酸,但它們的轉錄本可以長達數百kb。初級miRNA轉錄本(或pri-miRNA)很快就會被加工為成熟miRNA,導致RT-PCR、RNA測序等標準檢測方法的靈敏度不高。由于不了解miRNA基因的啟動子或剪切位點,人們對miRNA自身的表達調控知之甚少。
德克薩斯大學和約翰霍普金斯大學的研究團隊想辦法解決了上述問題。他們用自己的方法對人類和小鼠基因組中的初級miRNA轉錄本進行了全面注釋,這項研究發表在近日的Genome Research雜志上。
DROSHA酶在miRNA加工中負責剪切pri-miRNA。研究人員用一個顯性負突變的DROSHA穩定了人類和小鼠細胞中的pri-miRNA。隨后他們對細胞核RNA進行了深度測序,并通過計算工具StringTie來組裝轉錄本。研究人員通過這種方式,注釋了69%的人類miRNA和75%的小鼠miRNA。
“初級miRNA的一個顯著特性是它們非常長,就算只生產一種22nt的miRNA,”文章的通訊作者Joshua Mendell說。“生成這么長的RNA看起來有些浪費,絕大多數立刻就會被降解,不過這種機制可以實現復雜的miRNA調控。”
過去人們普遍認為,簇集在一起的miRNA是共轉錄的。但研究人員發現,一些miRNA簇其實具有選擇性啟動子,這令他們非常驚訝。研究人員在基因結構的基礎上將pri-miRNA分為三大類:I類pri-miRNA的轉錄獨立于其它基因,可能是獨立的轉錄單元;II類pri-miRNA與蛋白編碼基因一同轉錄;III類pri-miRNA與非編碼RNA一同轉錄。舉例來說,有一個III類pri-miRNA位于非編碼RNA SPACA6P的上游,編碼miR-99b、let-7e和miR-125a。
這項研究可以幫助人們進一步理解miRNA轉錄的復雜性,闡明miRNA啟動子的調控,以及剪切位點對miRNA表達的影響。研究人員指出,新發現的miRNA基因中可能存在一些與疾病有關的序列變異。這些變異會影響miRNA的表達,進而對疾病發展作出貢獻。
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