非編碼RNA研究專題03非編碼RNA基礎microRNA

?非編碼RNA基礎——microRNA解螺旋

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知識金牌解

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牌010203歷史機制高通量技術與microRNACONTENTS課

程

目

錄歷史01知

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牌從RNAi到microRNARNAi:1990年1994年1995年1998年矮牽牛中發(fā)現(xiàn)粗糙脈孢菌

線蟲Fire和Mello闡明了其原理，并于2006年因此獲得了Nobel

P&M

PrizemicroRNA:1993年

由Victor

Ambros和Gary

Ruvkun分別發(fā)現(xiàn)第一個microRNA是lin-4被稱為“小分子時序RNA”(stRNA)解

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牌七年之后再起征1990年，人類基因組計劃正式啟動越來越多的物種被測序：流感嗜血桿菌、大腸桿菌、釀酒酵母、線蟲等到了2001年，已有越來越多的microRNA被發(fā)現(xiàn)2001年10月，Tuschl、Bartel和Ambros三人在Science上撰文，將其命名為microRNA，簡稱miRNA解

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牌動物miRNA的合成經(jīng)過Drosha切割，形成60~70nt長度的莖環(huán)結(jié)構(gòu)pre-miRNA核DNA轉(zhuǎn)錄pri-miRNA通過Exportin5進入細胞質(zhì)經(jīng)Dicer切割莖環(huán),形成雙鏈小RNA雙鏈RNA解體,形成成熟miRNA裝配形成miRISC不完全匹配結(jié)合在3’UTR，抑制靶基因蛋白翻譯完全匹配，靶基因mRNA降解解

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牌pre-miRNA （前體）stem-loop

莖環(huán)結(jié)構(gòu)左右兩臂均可以產(chǎn)生成熟microRNA是預測新microRNA的基礎成熟miRNA存在于胞質(zhì)中以及廣泛分布于遠端組織、體液中動物miRNA的合成解

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牌網(wǎng)址 是綜合性的收錄microRNA及其前體信息的網(wǎng)站特點：①全面、權(quán)威；②包括成熟序列及前體序列③用miR-Seq數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)及校正microRNA④提供靶基因數(shù)據(jù)庫的外部鏈接及wiki詞條模塊⑤在線搜索及查詢綜合數(shù)據(jù)庫miRBase解

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牌綜合數(shù)據(jù)庫miRBase機制02解

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牌miRNA的作用機制轉(zhuǎn)錄后抑制切割mRNA降解mRNA核內(nèi)增強mRNA的表達解

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牌3·UTR有多個miR結(jié)合位點miR有多種結(jié)合3`UTR方式一條microRNA可以調(diào)控數(shù)百條mRNAmiR與3`UTR解

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牌與lncRNA相互作用lncRNA也是可以有3`UTR的miR與lncRNA知

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牌miRNA與circRNA(Ashwal-Fluss

et

al.,

2014)解

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長circRNA是一種長鏈環(huán)狀非編碼RNA分子miRNA與circRNA結(jié)合形成所謂的”miRNA

Sponge”circRNA如同海綿一樣“吸附”多種miRNA，從而阻止miRNA行使原有功能circRNA與mRNA形成了所謂的”ceRNA”關系知

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牌hsa-mir-19hsa-mir-19ahsa-mir-19b-1hsa-miR-19b-1-5phsa-miR-19b-3phsa-mir-19b-2hsa-miR-19b-2-5phsa-miR-19a-5phsa-miR-19a-3phsa-mir-19a*hsa-miR-19b-1*hsa-miR-19b-2*miRNA的命名體系解

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牌miRNA的命名體系解

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牌循環(huán)miRNA2008年，發(fā)現(xiàn)血清中穩(wěn)定存在游離的miRNA隨后，在血漿、唾液、尿液等體液以及牛奶等中均發(fā)現(xiàn)了循環(huán)miRNA的存在循環(huán)miRNA的來源主要有三種：①細胞或組織被動釋放出來的miRNA；②外泌體主動分泌的miRNA；③僅與蛋白結(jié)合的miRNA。被引次數(shù)2500+解

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長miRNA的跨物種調(diào)控 知

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牌2018年，菟絲子的miRNA

能夠跨物種靶向寄主mRNA從而調(diào)控其基因表達2012年，南京大學張辰宇的一篇文章，發(fā)現(xiàn)食物中的外源植物miRNA可以調(diào)控哺乳動物靶基因表達高通量技術與microRNA03知

識

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牌miRNA研究基本思路1Whole

genome

screen～100~1000Candidate

miRNAs～10~50FuncitonDiscoveryValidationFunctionApplicationDiagnosisDrug

discoverymiRNA

SeqmiRNA

microarrayBiomarker&validationApplicationR&DHigh

throughputmiRNA

screenLow

throughput

&ValidationReal-Time

qPCRFunctionresearch解

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牌miRNA研究基本思路2Training

setTesting

set芯片或測序qRT-PCR發(fā)現(xiàn)miRNA標志物診斷預后RNA

抽提組織、體液樣本病人、正常人（疾病組織/正常組織）miRNA

analysis

初步篩選驗證建立模型解

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長 22知

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牌BioMarker的尋找大樣本基因芯片篩選RT-PCR驗證ROC分析HCC：hepatitis

B

virus

related

HCC，肝癌Healthy：正常個體CHB：chronic

hepatitis

B，慢性乙型肝炎Cirrhosis：肝硬化Mann-Whitney

test解

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牌BioMarker的尋找232018年月26日復旦大學附屬中山醫(yī)院樊嘉院長領銜的肝外科團隊聯(lián)合發(fā)布了miR診斷試劑盒上市的消息2011年11月21日樊嘉等在JCO上發(fā)表論文探索了肝癌診斷中miR分子的作用

中科普瑞團隊成員深入?yún)⑴c該項工作Agilent解

螺A旋ffy|m陪et伴rix醫(yī)

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牌使用基因芯片來探索miRNAObjectivemiRNA

expressionresearchDifferentialexpressmiRNACandidatemiRNAmiRNAfunctionSample

typeTissueCellBloodSerum/plasmaFFPE……ProcessExtraction

miRsQCmiRNA

labelingHybridizationWashingMicroarrayscanningData

analysisRaw

data

QCNormalizationDiff-microRNAmiRNA

screenData

exhibition解

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牌AgilentmiRNA

ChipTechnical

CharacteristicsTheonlychipplatformtodistinguishbetweenmaturemiRNAandmiRNA

precursors;TotalRNA

used

for

experiments

without

separation

of

miRNA.

Only

100ng

of

TotalRNA

canbeused;Samples

have

a

widerange

of

applications:

tissue,

serum,

plasma,

FFPE,

frozen

biopsytissues,etc;High

specificity:

a

special

patented

probe

design

can

distinguish

differences

in

a

base;High

sensitivity:detection

abundance

steps

across

four

logs,

6logat

most;Datacomes

from

the

Sanger

miRBaseV21,

easy

to

beupdated.SpeciesMicroarray

NameDatabaseHumanSurePrint

Human

microRNA

microarray,

V21.0Sanger

miRBase

release

21.0MouseSurePrint

Mouse

microRNA

microarray,

V21.0Sanger

miRBase

release

21.0RatSurePrint

Rat

microRNA

microarray,

V21.0Sanger

miRBase

release

21.0OthersAgilent

Custom

microRNA

MicroarraySanger

miRBase

release

21.0Agilent

miRNA芯片知

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牌Inthe2014miRQCplatformbenchmarkstudy,AgilentmiRNAmicroarrays

exhibitedthemostconsistentperformanceinmiRNAdetection,superiorto

qPCR,sequencing,

and

other

microarray

platforms.2014年

FDA的miRQC文章解

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牌ProbesetsHumanMouseRatMature

microRNAPre-microRNAsn