miRNA-ceRNA的相互作用

1、研究ceRNA,這一篇太值了(內(nèi)含實用圖表數(shù)據(jù)庫)RNA家族作為科研界的后起之秀，一直備受矚目。而近年來，除了魅力不減當(dāng)年的miRNA、炙手可熱的lncRNA，ceRNA也開始嶄露頭角，成為科研界的耀眼明星。最新研究表明ceRNA在異常轉(zhuǎn)錄組變化相關(guān)的病理方面（如腫瘤）起著重要的作用，目前發(fā)現(xiàn)ceRNAs調(diào)控模式的有13種腫瘤，了解相關(guān)靶基因及調(diào)控方式，見下表。希望對拓寬大家的研究方向有所幫助表：ceRNAS的cancer調(diào)控模式miRNA-ceRNA的相互作用由上表可知，對于一個RNA轉(zhuǎn)錄物而言，無論它是否編碼蛋白，都能與miRNA產(chǎn)生競爭性結(jié)合，相互調(diào)節(jié)，從而構(gòu)成龐大的ceRNA網(wǎng)絡(luò)。通過

2、ceRNA網(wǎng)絡(luò)和全基因組測序技術(shù)可以在細(xì)胞整體轉(zhuǎn)錄水平了解RNA之間的相互作用，同時利用數(shù)學(xué)建?？砂l(fā)現(xiàn)ceRNA只有在細(xì)胞內(nèi)的基因豐度達到一定值才起到miRNA競爭抑制作用，且該模型也計算出了miRNA和ceRNA的化學(xué)計量比在接近1:1時，才可以使ceRNA的功能活性達到最佳水平。下圖也展示了用全基因組測序技術(shù)來分析miRNA-ceRNA之間相互作用的3個策略。Strategiesused to assess tranome-wide competition for microRNA binding認(rèn)識ceRNA與miRNA其實，ceRNA并不是一種新的RNA分子，只是一種新發(fā)現(xiàn)的基因表達調(diào)

3、節(jié)機制。且在此基礎(chǔ)上提出的ceRNA假說是對傳統(tǒng)miRNARNA學(xué)說的補充，并認(rèn)為存在反向RNAmiRNA作用方式，即ceRNA是通過與miRNA反應(yīng)原件（MREs）競爭相同的miRNA，進而調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄本的表達。正如下圖所示，當(dāng)ceRNA表達沉默時，mRNA則在miRNA介導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RISC）作用下降解；而當(dāng)ceRNA被轉(zhuǎn)錄后，可競爭結(jié)合RISC復(fù)合物，降低miRNA抑制功能，上調(diào)靶基因的表達量。而且相比于miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)更為精細(xì)復(fù)雜，涉及到更多的RNA分子，包括人工miRNA抑制劑（ Artificial miRNA sponges）、假基因（pseudoge

4、ne）、環(huán)狀mRNA（circRNA）、病毒RNA抑制劑（viralmiRNA sponges）和mRNA。（見下圖）The active tranome available for microRNAbinding competition 人工miRNA抑制劑主要有兩類：反義寡核苷酸（antimiRs）和構(gòu)建含有MREs的轉(zhuǎn)基因載體。前者主要是與miRNA幾乎完全互補的小單鏈RNA寡核苷酸，可通過2-O-甲基化或形成一個發(fā)夾結(jié)構(gòu)來增強其穩(wěn)定性。后者可以構(gòu)建表達3UTRs（富集多個MREs）的基因表達載體，而后在哺乳細(xì)胞內(nèi)的強啟動子的作用下進行穩(wěn)定表達。然而，只有人工miRNA抑制劑在細(xì)胞內(nèi)達到

5、較高水平時，才能發(fā)揮有效的競爭miRNA的作用。 假基因假基因通常是基因組中與編碼基因序列高度同源的非功能性DNA拷貝。因其在一般情況下都不編碼蛋白而常被視為“進化垃圾”，但是ceRNA假說使假基因具備了調(diào)節(jié)功能。第一個在腫瘤中起著調(diào)節(jié)作用的假基因是PTENP1，它與腫瘤抑制基因PTEN同源，可競爭結(jié)合miR-19、miR-21等miRNA，上調(diào)PTEN基因的表達量，抑制腫瘤的生長。 circRNA與傳統(tǒng)的線性RNA（含有5和3末端）不同，circRNA呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不受RNA外切酶影響。盡管circRNA是由外顯子序列構(gòu)成，但是一般并不翻譯成蛋白，被定義為新型非編碼RNA?，F(xiàn)已證明具有調(diào)控

6、功能的cirRNA有：在中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響miR-7靶標(biāo)基因活性的cIRS-7（CDR1-AS）、影響miR-138功能活性的cir-Sry和在食管鱗癌中影響miR-7，miR-17和miR-214活性的cir-ITCH。 病毒miRNA抑制劑病毒可通過多種機制來控制宿主基因表達，最新研究表明病毒也可產(chǎn)生非編碼RNA來調(diào)控S宿主靶基因表達。如在皰疹病毒轉(zhuǎn)染的T細(xì)胞中高表達的富含尿嘧啶的HSURs，具有多個宿主miRNA家族（miR-16、miR-27a和miR-142-3p）的結(jié)合位點，可調(diào)節(jié)目的基因表達水平。此外，逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組RNA可作為ceRNA，如HCV的5UTR可競爭結(jié)合miR-1

7、22。不同的是HCV RNA結(jié)合miR-122后并沒有被降解，且依然能夠穩(wěn)定存在。 mRNA編碼蛋白的mRNA的3UTR是miRNA結(jié)合位點的高度保守區(qū)域，因而也具有反式調(diào)節(jié)其他mRNA的作用。如腫瘤抑制基因PTENg，該基因不僅在多種腫瘤如惡性膠質(zhì)瘤、前列腺癌中起調(diào)控作用，且可以和其他蛋白編碼轉(zhuǎn)錄本進行miRNA的競爭結(jié)合。ceRNA數(shù)據(jù)庫推薦做研究少不了要數(shù)據(jù)庫 ，這個小魚也為你想到了，精心梳理，選出10個最為實用的ceRNA數(shù)據(jù)庫供你所用，小魚夠貼心吧，1StarBase 一個高通量實驗數(shù)據(jù)CLIP-Seq（或稱為HITS-CLIP,PAR-CLIP,iCLIP）和mRNA降解組測序數(shù)據(jù)

8、支持的microRNA靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫,包含了miRNA-mRNA，miRNA-lncRNA，miRNA-circRNA，miRNA-ceRNA 和RNA-protein等的調(diào)控關(guān)系。整合和構(gòu)建了最全面的靶標(biāo)預(yù)測軟件的交集和調(diào)控關(guān)系。2TargetScan /基于靶mRNA序列的進化保守等特征搜尋動物的microRNA靶基因。是預(yù)測microRNA靶標(biāo)假陽性率較低的軟件。3PicTar http:/pictar.mdc-berlin.de/基于microRNA或microRNA靶標(biāo)聯(lián)合作用等特征開發(fā)的搜尋動物的microRNA靶基因。假陽性率也較低。4

9、miRbase /index.shtml眾所周知的microRNA基因注釋數(shù)據(jù)庫。目前miRBase只提供了microRNA的靶標(biāo)的預(yù)測軟件的鏈接（如：PicTar）。5ChIPBase 整合CLIP-Seq和ChIP-Seq的數(shù)據(jù)探討microRNA的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，構(gòu)建轉(zhuǎn)錄因子microRNA靶標(biāo)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。6StarScan 基于降解組測序（degradomesequencing）數(shù)據(jù)預(yù)測動植物的各類小RNA（miRNA、piRNA和內(nèi)源的siRNA）靶向的lncRNA，circRNA, pseudogene和mRNA的軟件服務(wù)平臺。目前已經(jīng)整合了20

10、個動物和植物的物種的降解組測序數(shù)據(jù)。1miRecord /一個整合的microRNA靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫，整合了多個靶標(biāo)預(yù)測軟件的調(diào)控關(guān)系。8PITA http:/genie.weizmann.ac.il/pubs/mir07/mir07_data.html一個整合的microRNA靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫，整合了多個靶標(biāo)預(yù)測軟件的調(diào)控關(guān)系。這里9miRTarBase .tw/index.html整合已由實驗證實的microRNA靶標(biāo)的數(shù)據(jù)庫。10miRGator v2.0 http:/mirgator.kobic.re.kr:8080/MEXWebApp/整合microRNA表達、靶標(biāo)和疾病