Genome Research全面解讀基因組miRNA
日期：2015-08-21 09:03:15
MicroRNA（miRNA）在調(diào)控基因表達中起到了關(guān)鍵性作用，涉及了許多生理學(xué)和病理學(xué)過程。
成熟miRNA只有大約22個核苷酸，但它們的轉(zhuǎn)錄本可以長達數(shù)百kb。初級miRNA轉(zhuǎn)錄本（或pri-miRNA）很快就會被加工為成熟miRNA，導(dǎo)致RT-PCR、RNA測序等標準檢測方法的靈敏度不高。由于不了解miRNA基因的啟動子或剪切位點，人們對miRNA自身的表達調(diào)控知之甚少。
德克薩斯大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)的研究團隊想辦法解決了上述問題。他們用自己的方法對人類和小鼠基因組中的初級miRNA轉(zhuǎn)錄本進行了全面注釋，這項研究發(fā)表在近日的Genome Research雜志上。
DROSHA酶在miRNA加工中負責(zé)剪切pri-miRNA。研究人員用一個顯性負突變的DROSHA穩(wěn)定了人類和小鼠細胞中的pri-miRNA。隨后他們對細胞核RNA進行了深度測序，并通過計算工具StringTie來組裝轉(zhuǎn)錄本。研究人員通過這種方式，注釋了69%的人類miRNA和75%的小鼠miRNA。
“初級miRNA的一個顯著特性是它們非常長，就算只生產(chǎn)一種22nt的miRNA，”文章的通訊作者Joshua Mendell說。“生成這么長的RNA看起來有些浪費，絕大多數(shù)立刻就會被降解，不過這種機制可以實現(xiàn)復(fù)雜的miRNA調(diào)控。”
過去人們普遍認為，簇集在一起的miRNA是共轉(zhuǎn)錄的。但研究人員發(fā)現(xiàn)，一些miRNA簇其實具有選擇性啟動子，這令他們非常驚訝。研究人員在基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將pri-miRNA分為三大類：I類pri-miRNA的轉(zhuǎn)錄獨立于其它基因，可能是獨立的轉(zhuǎn)錄單元；II類pri-miRNA與蛋白編碼基因一同轉(zhuǎn)錄；III類pri-miRNA與非編碼RNA一同轉(zhuǎn)錄。舉例來說，有一個III類pri-miRNA位于非編碼RNA SPACA6P的上游，編碼miR-99b、let-7e和miR-125a。
這項研究可以幫助人們進一步理解miRNA轉(zhuǎn)錄的復(fù)雜性，闡明miRNA啟動子的調(diào)控，以及剪切位點對miRNA表達的影響。研究人員指出，新發(fā)現(xiàn)的miRNA基因中可能存在一些與疾病有關(guān)的序列變異。這些變異會影響miRNA的表達，進而對疾病發(fā)展作出貢獻。
