首先,這是一篇充滿銅臭味的推文。對于一個研究炎癥的課題組,老師肯花錢讓我們做lncrna的研究,我是滿懷感激的,lncrna雖不及外泌體、泛素化這些國自然上的熱門話題那么火熱,但依然還是有它的地位在的。可是,開始的開始,我們還是小白,我剛進實驗室的時候,連什么是lncrna都不知道,更何況是讓我去找它的靶基因。可是你們懂得,導師們特別喜歡把lncrna和通路聯系起來,在那個我還不知道實驗萬事屋的年代,我一點點的查,一點點的找,后來,我終于學會了如何去愛。。。。lncrna。。。。
lncRNAs作用范圍廣泛,機制非常復雜,我們可以根據lncRNA不同的作用模式——順式(cis)和反式(trans),比如Signal,Decoy,Duide,Scaffold分析,也可以根據lncRNA與不同的分子分為DNA、RNA和蛋白的相互作用,從轉錄和轉錄后水平分析。
一、 根據順式(cis)和反式(trans)的作用模式來預測
(來自文獻圖片,RNA聚合酶轉錄后得到一個與調控蛋白相關的LncRNA,從而影響附近區域的編碼基因)
比如說,科學家對cis作用靶基因預測,認為LncRNA的功能與其相鄰的蛋白編碼基因相關,位于編碼蛋白上下游的LncRNA可能與啟動子或者共表達基因的其他順式作用元件有交集,從而在轉錄時或者轉錄后水平對基因的表達進行調控。判斷一個LncRNA具有Cis調控作用通常要同時滿足以下幾個條件( 可以理解成是一種近距離的正反饋或負反饋):
1. 附近的基因表達情況與其保持一致;
2. 該基因失活后會影響周圍基因的表達;
3. 會影響附近同一位點的基因表達。
滿足以上的條件后,首先找出位于其上游或者下游的編碼蛋白基因,通過對編碼蛋白的功能富集分析,從而預測LncRNA的主要功能,為后續Cis作用分析打下基礎(大部分公司會提供這類信息)。
Trans作用靶基因預測
(來自文獻圖片,LncRNA與DNA結合蛋白相關聯,并調控相關靶基因的表達)
Trans作用靶基因預測基本原理認為LncRNA的功能跟編碼基因的位置關系沒有關系,而與其共表達的蛋白編碼基因相關。也就是說,當LncRNA與一些距離較遠的基因在表達量上存在正相關或負相關的情況時,就可以通過樣本間lncRNA與蛋白編碼基因的表達量相關性預測其靶基因。雖然說,Trans作用靶基因研究價值更大,但是如果的你的樣本量太少,建議不要選擇Trans,結果并不是很具有代表性。
二、根據lncRNA結合的核酸序列來預測
實際上這種方式是最容易想到的,也是文獻中最多看到的。因為lncRNA也是核酸,而核酸與核酸之間是有堿基互補配對的,不管是lncRNA與microRNA還是mRNA,都可以通過以下特性進行預測:
1、lncRNA-microRNA-mRNA
這里適用的模式是lncRNA可以作為microRNA sponge吸附在microRNA上,或者進一步通過ceRNA的作用機制調控靶基因,原理都是microRNA與lncRNA和mRNA的序列結合,大家可以通過starbase(http://starbase.sysu.edu.cn/)這個網站進行查詢。
2、lncRNA-mRNA
lncRNA與mRNA之間的直接互補也能幫我們預測靶基因,比較常見的是反義lncRNA(Antisense lncRNA)與mRNA結合形成RNA二聚體,保護mRNA使之更難被RNA酶降解。因此這種模式來預測靶基因的原理就是預測lncRNA序列與mRNA序列結合的自由能,自由能越小,越容易結合。師姐之前推薦過一個網站,可以在線查詢lncRNATargets(http://www.herbbol.org:8001/lrt/),但是我從來沒有打開過,(所以真的是一篇一篇文獻查的。
三、根據蛋白的結合特性來預測
lncRNA與蛋白的結合也有一定規律,比如RNA結合蛋白,因此,我們可以依據這些規律預測lncRNA的結合蛋白,比如工具包括RBPDB(http://rbpdb.ccbr.utoronto.ca/index.php)、RNAcommender(http://rnacommender.disi.unitn.it/)等。
不過,如果有money,上面這些都是可以交給公司來做的。所以,這是一篇充滿銅臭味的推文。