全轉(zhuǎn)錄組是指細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出來的所有類型RNA的總和,包括mRNA和非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)。目前針對(duì)非編碼RNA的研究主要集中在small RNA,lncRNA和circRNA。對(duì)特定細(xì)胞的特定狀態(tài)下全轉(zhuǎn)錄組的研究,可以從RNA層面系統(tǒng)地揭示生物學(xué)背后的轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律。
非編碼RNA(small RNA,lncRNA和circRNA)和mRNA相互作用系統(tǒng)地參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控
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為什么做全轉(zhuǎn)錄組?
與單一的mRNA或ncRNA研究相比,全轉(zhuǎn)錄組主要存在以下優(yōu)勢(shì):
數(shù)據(jù)豐富:僅需構(gòu)建兩種文庫(小RNA文庫和去核糖體的鏈特異性文庫)就可以同時(shí)分析4種RNA(miRNA,lncRNA,mRNA,circRNA)的信息。一方面節(jié)省了樣本量,另一方面使用同一批次樣本提高了研究結(jié)果可比性。
全轉(zhuǎn)錄組技術(shù)路線圖
全面的關(guān)聯(lián)分析:可以進(jìn)行兩兩間關(guān)聯(lián)分析和兩者以上ceRNA網(wǎng)絡(luò)調(diào)控分析,不僅可以解釋生物學(xué)現(xiàn)象背后的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制,而且有助于縮小篩選范圍,挖掘關(guān)鍵基因。
全轉(zhuǎn)錄組學(xué)優(yōu)勢(shì)
前沿和熱點(diǎn)研究:此外,豐富的RNA組學(xué)信息可以用來開展更多的研究(circRNA,sORF和小肽等)。
sORF和其編碼小肽的研究
因此,選擇全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,系統(tǒng)地研究各種RNA分子極其互作關(guān)系,逐漸成為研究轉(zhuǎn)錄調(diào)控的趨勢(shì),也是提高研究水平和文章檔次的有力方法。
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全轉(zhuǎn)錄組核心關(guān)聯(lián)分析
關(guān)聯(lián)分析內(nèi)容:
差異表達(dá)ncRNA的靶基因(根據(jù)序列結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系進(jìn)行生物信息學(xué)預(yù)測(cè));
差異表達(dá)ncRNA和差異表達(dá)mRNA的正/負(fù)相關(guān)性分析;
構(gòu)建差異表達(dá)的ncRNA?mRNA兩兩互作基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò);
根據(jù)ncRNA和mRNA共享miRNA數(shù)量和unique MRE的數(shù)量分析ceRNA;
對(duì)靶向mRNA進(jìn)行功能富集分析和關(guān)鍵基因挖掘。
關(guān)聯(lián)分析思路:
兩兩關(guān)聯(lián)ncRNA?mRNA;
ceRNA(miRNA依賴的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),ncRNA?miRNA?mRNA)。
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前沿和亮點(diǎn)研究
全轉(zhuǎn)錄組所獲得的豐富的RNA組學(xué)信息可以用來開展更多的circRNA,sORF和小肽研究等。
小開放閱讀框,Small open reading frames (smORFs/sORFs)一般指 ≤ 100 codons的一類開放閱讀框,常常在蛋白組注釋過程中被忽略。sORFs在許多生物,包括人類基因組中大量存在,并且成百上千個(gè)已被發(fā)現(xiàn)能夠翻譯小肽 ≤ 100 amino acids(SEPs),行使重要生物學(xué)功能。但是,大量sORFs的遺傳學(xué)功能和進(jìn)化學(xué)方面的作用仍存在著許多的未知。
小肽的生物學(xué)功能是多樣的,主要包括:
對(duì)傳統(tǒng)蛋白的正/負(fù)調(diào)控,如胚胎發(fā)育(Toddler)、肌肉功能(MLN,DWORF,SPAR)、免疫相關(guān)(CCL和CXCL)、抗菌相關(guān)(chaperone DnaK)、干擾抑制轉(zhuǎn)錄因子(Id peptides);
與疾病表型相關(guān)(U2HR);
細(xì)胞質(zhì)中促進(jìn)線粒體加工(BCL-2);
在細(xì)胞間信息交流和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的配體和激素以及信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的Pki蛋白激酶抑制劑;
參與調(diào)控代謝等過程。
因此,系統(tǒng)地對(duì)小肽的研究有重要的研究價(jià)值。
小肽生物學(xué)功能
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