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snoRNA重出江湖!手把手带你找到疾病特异性snoRNA

作者:小又

转载请注明:解螺旋·临床医生科研成长平台


近年来,非编码RNA的研究是如火如荼!从miRNA到lncRNA和circRNA,每一个都是肿瘤研究中的明星。然而,非编码RNA可不仅仅是以上三种哦!今天,小又就和大家分享成名很早,随后渐渐没落,如今又有要火趋势的——核仁小分子RNA(snoRNA)!

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核仁小分子RNA(snoRNA)是一类广泛存在于真核生物细胞核仁的小分子非编码RNA,长度0-300nt, 具有保守的结构元件,并按它们的结构分为三大类:box C/D snoRNA、 box H/ACA snoRNA 和 MRP RNA。 

其中box C/D 和 box H/ACA 是已知 snoRNA 的主要类型,主要通过碱基配对的方式分别指导着核糖体RNA的二氧甲基化和假尿嘧啶化修饰。此外,也有研究报道snoRNA参与snRNA、tRNA和mRNA的转录后修饰。还有相当数量的snoRNA功能不明, 被称为孤儿snoRNA(orphan snoRNA)。

由于snoRNA被认为主要存在于核仁中,功能单一,之后的很长一段时间,snoRNA的研究陷入低潮。然而,近几年,随着测序技术的发展,越来越多的数据表明snoRNA在肿瘤中被异常调控,并发挥着功能。

和大家分享的第一篇文章是发表在Nature Cell Biology(IF:20.060)上的文章

该文章一共有8张figure,每一张figure又有5到9张图,放图给大家感受一下:

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这样的文章看上去纷繁复杂,让人望而却步,实际上研究的思路都是有逻辑的,这样的逻辑被固化后形成了所谓的“套路”。下面小又就用简单的语言带大家解读该研究的 “套路”。

早期研究发现,Aes基因在有融合基因AML1-ETO, PML-RARα和PLZF-RARα的白血病中高表达,但是其功能和机制一直是未知的。研究者通过老鼠模型和细胞系实验,发现Aes对肿瘤细胞的自我更新能力是至关重要的。

通过RNA-seq,研究者对比Aes缺失后转录组的变化,意外发现大量的snoRNA下调,而在过表达Aes后snoRNA表达量显著上升,这说明Aes能影响snoRNA的表达。

有趣的是,研究者利用CRISPR技术敲除snoRNA后,发现即使是敲除单个snoRNA,rRNA的甲基化显著降低,并且抑制白血病细胞的克隆形成能力。这说明,snoRNA不仅是一类受癌细胞调控的非编码RNA,更参与了癌症的发生发展。

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经以上分析是基于该研究的figure1-6,不难看出其中的套路:

1. 是什么?

介绍研究的主体——通过小鼠实验证明Aes是一个癌基因

2. 为什么?

利用RNA-seq寻找Aes的靶基因。这一步是很多研究都涉及的,只是大多数的分析都集中在寻找有差异的mRNA,或者lncRNA上,而该研究非常细心也很有创意的发现snoRNA发生了变化。小伙伴们在分析RNA-seq数据时,不妨多留意小RNA的变化。

3. 怎么做?

通过RNA-seq找到Aes能够影响snoRNA后,还有一个尚待解决的问题:snoRNA是如何影响白血病的。很多研究只到“为什么”这一步,生物信息学分析了很多靶基因,却缺少后续的实验验证,使研究难上更高的水平。该研究则进一步证明了snoRNA通过影响rRNA修饰,影响白血病的发生发展,使文章的故事完整。

通过以上解析,figure1到figure6已经是一个完整的研究了,那么figure7和figure8又讲了什么呢?这两个图是使研究再上一个档次的关键!

1.figure1到figure6证明在有融合基因AML1-ETO的白血病中,snoRNA使异常升高的,那其他类型的白血病呢?figure7证明snoRNA在多种类型的白血病中都是高表达的,说明利用snoRNA诊断和治疗白血病的潜力很大。

2.Aes通过调控snoRNA,促进rRNA的修饰,从而影响细胞的翻译。那么改变在这个通路上的蛋白,是否能抑制Aes的促癌效果呢?研究者发现过表达该通路上的蛋白FBL,果然可以影响Aes的促癌效果!这个发现为相关抑制剂和促进剂的研发都提供了新的思路。

该研究的重点还是Aes基因,对于snoRNA的功能未做更深入的研究,关于snoRNA还有很大的研究空间,那么,小伙伴们想做snoRNA的研究,该如何入手呢?

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今天和大家分享的第二篇文章,是发表在cell子刊cell reports上的文章:

研究者通过对TCGA数据库的分析,系统地调查了超过10,000个snoRNA在31种癌症中的表达情况,并发现snoRNA在多种癌症中呈现显著的高表达。

进一步的分析发现,snoRNA的高表达与host gene, CNV和甲基化等多种因素相关。

那么,异常表达的snoRNA是否在癌症的发生发展中发挥了作用呢?研究者将TCGA中的测序数据与临床数据相结合,发现异常表达的snoRNA与癌症的亚型,阶段以及预后等信息息息相关,说明snoRNA参与了癌症的发生发展,并可能成为新的临床预后marker。

更令人激动的是,研究者将分析好的snoRNA数据变成了可视化的网页,对snoRNA感兴趣的小伙伴们可以通过登陆网站snoRNA in cancer (SNORic) (http://bioinfo.life.hust.edu.cn/S N ORic )查找相关snoRNA与疾病的关系。

主页如下,使用也非常友好。比如想要知道SNORD46与疾病的关系,可以点击snoRNA based analysis一栏,然后输入SNORD46,就可以看到SNORD46与疾病预后的关系!心动的小伙伴们赶紧行动吧!

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