首先,这是一篇充满铜臭味的推文。对于一个研究炎症的课题组,老师肯花钱让我们做lncrna的研究,我是满怀感激的,lncrna虽不及外泌体、泛素化这些国自然上的热门话题那么火热,但依然还是有它的地位在的。可是,开始的开始,我们还是小白,我刚进实验室的时候,连什么是lncrna都不知道,更何况是让我去找它的靶基因。可是你们懂得,导师们特别喜欢把lncrna和通路联系起来,在那个我还不知道实验万事屋的年代,我一点点的查,一点点的找,后来,我终于学会了如何去爱。。。。lncrna。。。。
lncRNAs作用范围广泛,机制非常复杂,我们可以根据lncRNA不同的作用模式——顺式(cis)和反式(trans),比如Signal,Decoy,Duide,Scaffold分析,也可以根据lncRNA与不同的分子分为DNA、RNA和蛋白的相互作用,从转录和转录后水平分析。
一、 根据顺式(cis)和反式(trans)的作用模式来预测
(来自文献图片,RNA聚合酶转录后得到一个与调控蛋白相关的LncRNA,从而影响附近区域的编码基因)
比如说,科学家对cis作用靶基因预测,认为LncRNA的功能与其相邻的蛋白编码基因相关,位于编码蛋白上下游的LncRNA可能与启动子或者共表达基因的其他顺式作用元件有交集,从而在转录时或者转录后水平对基因的表达进行调控。判断一个LncRNA具有Cis调控作用通常要同时满足以下几个条件( 可以理解成是一种近距离的正反馈或负反馈):
1. 附近的基因表达情况与其保持一致;
2. 该基因失活后会影响周围基因的表达;
3. 会影响附近同一位点的基因表达。
满足以上的条件后,首先找出位于其上游或者下游的编码蛋白基因,通过对编码蛋白的功能富集分析,从而预测LncRNA的主要功能,为后续Cis作用分析打下基础(大部分公司会提供这类信息)。
Trans作用靶基因预测
(来自文献图片,LncRNA与DNA结合蛋白相关联,并调控相关靶基因的表达)
Trans作用靶基因预测基本原理认为LncRNA的功能跟编码基因的位置关系没有关系,而与其共表达的蛋白编码基因相关。也就是说,当LncRNA与一些距离较远的基因在表达量上存在正相关或负相关的情况时,就可以通过样本间lncRNA与蛋白编码基因的表达量相关性预测其靶基因。虽然说,Trans作用靶基因研究价值更大,但是如果的你的样本量太少,建议不要选择Trans,结果并不是很具有代表性。
二、根据lncRNA结合的核酸序列来预测
实际上这种方式是最容易想到的,也是文献中最多看到的。因为lncRNA也是核酸,而核酸与核酸之间是有碱基互补配对的,不管是lncRNA与microRNA还是mRNA,都可以通过以下特性进行预测:
1、lncRNA-microRNA-mRNA
这里适用的模式是lncRNA可以作为microRNA sponge吸附在microRNA上,或者进一步通过ceRNA的作用机制调控靶基因,原理都是microRNA与lncRNA和mRNA的序列结合,大家可以通过starbase(http://starbase.sysu.edu.cn/)这个网站进行查询。
2、lncRNA-mRNA
lncRNA与mRNA之间的直接互补也能帮我们预测靶基因,比较常见的是反义lncRNA(Antisense lncRNA)与mRNA结合形成RNA二聚体,保护mRNA使之更难被RNA酶降解。因此这种模式来预测靶基因的原理就是预测lncRNA序列与mRNA序列结合的自由能,自由能越小,越容易结合。师姐之前推荐过一个网站,可以在线查询lncRNATargets(http://www.herbbol.org:8001/lrt/),但是我从来没有打开过,(所以真的是一篇一篇文献查的。
三、根据蛋白的结合特性来预测
lncRNA与蛋白的结合也有一定规律,比如RNA结合蛋白,因此,我们可以依据这些规律预测lncRNA的结合蛋白,比如工具包括RBPDB(http://rbpdb.ccbr.utoronto.ca/index.php)、RNAcommender(http://rnacommender.disi.unitn.it/)等。
不过,如果有money,上面这些都是可以交给公司来做的。所以,这是一篇充满铜臭味的推文。
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