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这可能是最轻松易懂的lncRNA与miRNA介绍了

OMG 生信菜鸟团 2022-06-07

Uncle Jim 前几天找到我,商量道:你要不写个关于lncRNA和micro RNA的吧,我很惊讶:喔X!这不就是ceRNA么,文章都满天飞了,本来还有个OT可以灌水,可惜现在GG了,五分的梦想都实现不了还有啥可讲的!不过想想自己还是菜鸟,适合写点草根的东西,再加上拗不过他,毕竟团长嘛 ; )

概念复习及混淆点提示

什么是lncRNA和miRNA,他们都来自一个大家庭:非编码RNA(non-coding RNA)。

先说微小RNA(micro RNA, miRNA),说到这就又不开森了,明明前两天冰糖讲过了还要我来重复!唉,谁让人家miRNA得过Nobel prize,无论做转录组的生物信息还是基础实验,miRNA真的蛮重要的,可以称得上是非编码调控研究的先锋。

接下来划重点:miRNA通过结合3‘-UTR的种子区(seed region)下调靶基因mRNA在胞质内的表达是其经典生物学功能,也是内源竞争性(competing endogenous) RNA分子网络的理论基础,虽然有报道称部分miRNA可以结合5’-UTR的帽区延长mRNA的半衰期,或是进核促使相关基因的转录(有点儿撞脸piRNA),不过这些都是miRNA这位老朋友的新玩法,还没有写入教科书,而且现有的大部分miRNA相关数据库也都是围绕其干涉靶基因表达的功能进行注释和预测的。

接下来是lncRNA,这就有点儿creepy了,这个概念出现有一段时间了,三五年前火了一把,那时候随便芯片测序就可以发影响因子上五分的杂志,这两年虽然有点回冷不过依然不乏好文章的面世,不过就是这个人尽皆知的概念,很多情况都一直被人们胡乱地叫着名字:lincRNA / lncRNA?

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是对应短片段非编码RNA(miRNA, piRNA, snoRNA, shRNA, etc.)的一个较大的集合概念,是较高级真核生物(其实也没多高级,昆虫也有)细胞转录组中长度超过200nt,且不编码蛋白翻译的线性RNA,包括pseudogene和long intergenic non-coding RNA(lincRNA)等,它们与mRNA相比还有一些其他特征,比如有的没有cap或polyA(鬼知道它们怎么活下来的),很多存在二级结构且通过其发挥功能,还有大部分具有组织特异性等。lncRNA的功能多种多样,概括地讲就是作为庞大的物质基础和背景,协调完成高等生命复杂的调控过程,所以那些经典的例子如HOTAIR或H19,细分都是属于lincRNA的范畴。

lncRNA与ceRNA

lncRNA因其存在Introns等片段组成,长度可达数千nt,这就为吸附结合大量的miRNA提供了良好的物质基础,通过竞争占有胞内大量的miRNA,像海绵一样缓冲并削减其干涉靶基因mRNA编码蛋白的能力,我们就称这样的lncRNA与mRNA互为ceRNA关系,因此可见,作为关联节点的就是miRNA,它的靶构成了ceRNA,共同组合就是ceRNA网络。众多研究中,对抑癌基因PTEN相关ceRNA调控机制的认识较为成熟。


如何用今天的知识印paper?

WTF!印文章?

对!你没听错!只要掌握了今天的知识概念,利用往期学习的生信技能,再加上一点ceRNA网络构建的小技巧,就可以轻松搞一篇SCI。本着只讲干货的原则,就把我们看家糊口的本领交给诸位,基本方法如下(利用公共数据库构建癌症ceRNA网络):

1. 在TCGA数据库中获取某一癌症的表达谱数据,设定合适的参数和阈值处理得到差异表达的mRNA、miRNA和lncRNA;
2. 利用多个数据库,如miRwalk、targetscan、miRbase等,建立以miRNA为中心的互作关系,即分析哪些差异表达的mRNA和lncRNA是哪些差异表达的miRNA的靶基因;
3. 通过CytoScape等网络图搭建软件绘制ceRNA网络,根据相关性、表达变异等信息个性化网络图的呈现形式,原则就是内涵尽量丰富,但要保证清晰、可读性强。

到这儿ceRNA网络就搭建成功啦,但是要想把文章质量发的好一些,肯定还要花哨一些的,比如:

加上数据处理过程图(聚类热图或者火山图)充个数;或者把差异表达的mRNA去做个功能富集分析;还可以搞个共表达网络WGCNA什么的;再有呢可以联系临床数据把意义重大的节点分子做个生存分析啦什么的;你要是有个实验室,能收点样本买个芯片啥的,做个验证是再好不过的咯。。。

什么!?你问这靠不靠谱?给一篇刚刚online的paper自己看(文章ceRNA网络图附在下方)内容还没有本期讲的花哨呢,轻松毕业!

什么!?你说方法不会!?关注我们,翻翻之前的历史消息,或者求助大号“生信技能树”,问题都会迎刃而解 : ) *再不行的话去联系Uncle Jim*吧,只有他才能拯救你了。

好了我去找他领赏了,大家继续努力,冬夜里一杯温暖的Cappuccino,can't wait! hiahiahia…


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