miRNA研究进展.docVIP

Small RNA Research based on NGS 姓名：刘灿 学号：201311689 前言 1.1 ncRNA定义和分类 ncRNA（none coding RNA）即不编码蛋白质的RNA。主要包括rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA和microRNA等多种已知功能的RNA，当然还包括未知功能的RNA。 根据其长度分布，我们可以将其大致分为三类： 小于50nt，包括miRNA、siRNA、piRNA。 在50-5oont之间，包括有rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA、SLRNA、SRPRNA。 大于500nt，包括LncRNA、mRNA-like的非编码RNA、长的不带polyA尾巴的非编码RNA等等。 1.2 miRNA的介绍 1.2.1 miRNA 的定义 小RNA 是指一类具有调控基因表达作用的非编码的小分子RNA，其长度一般控制在18~30nt之间。 miRNA（micro RNA）是我们常见的小RNA 之一。其长度控制在18-25nt之间，经过较长的初级转录物在一系列的核酸酶的剪切加工后形成，随后可以组装进入RNA诱导的沉默复合体，通过间几乎不配对的方式来识别mRNA，后根据互补程度的大小来知道沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏相关mRNA的翻译，从而起到抑制某目的基因表达的作用，在近10年里获得了广泛的关注与应用。 1.2.2 miRNA的作用特点 miRNA作为内源性的单链小分子RNA，对mRNA进行转录后的表达调控。miRNA与靶mRNA只需要部分的互补就可以起到作用。预测有30%的基因会受到miRNA的调节，其中一个miRNA可以调控多个mRNA，而一个mRNA又可以收到多个miRNA的调控。 1.2.3 miRNA的表达特点 miRNA具有较强的偏好性，5`端偏好碱基U，第10位碱基偏好A。前体长度存在种间差异，动物约为70~90nt，而植物的较长，约为130nt左右。miRNA的表达具有时空特异性，特别是组织表达的差异。miRNA中60%为独立表达，15%具有成簇表达（即表达具有相关性）的特点。虽然miRNA广泛存在与各个物种，但具有高保守性，涉及到成熟序列，种子序列以及部分物种的前体序列也是保守的，这样就为我们在新的物种中发现miRNA提供的参考价值。以let-7家族为例，其中我们在线虫中发现了4个，人的基因组中发现了15个，以及在果蝇中发现了1个。 1.3 miRNA的研究方向 miRNA功能的发掘中miRNA的网络化研究，涉及miRNA与靶基因的交互作用和通路内miRNA的协同与竞争作用的研究，miRNA的活性研究，例如miRNA降解mRNA的效能等。 近几年又新发现了一种可以调节miRNA沉默效应的RNA——circular RNA。环状RNA可以与miRNA结合，降低miRNA与mRNA的结合从而降低对mRNA的干扰作用，这主要得益于环状RNA 的特异的剪接方式，在其末端有较多的重复序列。整个链上有非常丰富的miRNA结合位点，结合方式与靶基因类似但有独特的结合方式，与miRNA两端有高的匹配程度，中间匹配松散，这种结构有利于吸收miRNA并可保护本身不被miRNA降解。 但不容忽视的是环状RNA作用具有海绵效应。一个cir RNA可以捕获多个miRNA，但是cir RNA的解体会在短时间内释放出很多的miRNA，miRNA的相对表达增多。释放出的miRNA依然可以作用于有相同的MRE的mRNA. 第二章 小RNA测序信息分析流程简介 2.1 方案制定 真核生物目标小RNA分离及测序策略选择 2.2 样品检测 一般浓度要求:total RNA=200ng/ul 总量要求：total RNA=10ug 2.3 文库制备与测序 原核生物ncRNA分离与测序应结合实际捕获灵活构建文库 2.4 信息分析 针对原始数据先要进行质控与过滤，例如针对碱基质量，测序的错误率，并且去掉接头。并且可以根据获得的miRNA长度分布鉴定样品质量。 2.4.1鉴定miRNA 针对已知的miRNA，我们可以使用BLASTN，miRBase，或者match_hairpin.aln来实现查找。鉴定条件较多，例如可根据miRNA碱基偏好性。 但针对在mirbase中没有收录的物种的mi人、RNA，我们可以根据成熟体miRNA的序列保守型，物种边界大小对序列保守鉴定的影响以及其存在的前体颈环结构来进行鉴定。为了排除预测干扰，通过与其他ncRNA数据库、repeat数据库以及基因组中exon数据库比较，去除这些数据（数据库Genebank、Rfam、repeat、exon、siRNA、piRNA等）。获得符合条件的数据，根据序列在基因组