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PNAS:新研究扩大了人类microRNA的数量

2015.2.28

  在公共数据库中,人类基因组产生microRNA的位置大约有1900处,而Thomas Jefferson大学的最新研究表明,这个数字将会是更加庞大的。

  结果还表明,这些新的位点中,很多都是具有人类和组织特异性的,这将对疾病中miRNA的作用研究产生巨大的影响。

  自从二十年前第一次发现miRNA,发现的非编码小RNA的数量就在不断地增长,并且其具有靶向调节的多样性,然而,miRNA的确切数目,由于受到生物基因组的限制,一直不是十分确定。

  传统上,人们认为,miRNA和他们的前体在进化上是具有保守性的,这项新研究的资深作者,TJU的计算医学中心主任Isidore Rigoutsos说道。

  “我们一直以来的观点都是:没有发现的东西往往是有用的,”他说。“我们一直试图从这种保护的约束中解放这些东西。”

  几年前,Rigoutsos和他的团队开发了rna22,这是一种识别miRNA结合位点及其异源性的方法,他们将其作为一种工具,去证明miRNA具有超出其种子结合区域的靶向结合位点。就在去年,该小组发表了证据,证明miRNA靶向位点,比之前预期的多。

  在其最新的文章中,Rigoutsos小组从miRNA靶向位点,深入到了小RNA本身,其使用最新的下一代测序技术,该技术不会因为基因组交叉保护而受到限制。

  该研究结果发表在了《Proceedings of the National Academy of Sciences》上,科学家们从13个不同的人体组织类型中,检测了大约1300个短RNA的测序数据库。从这些已经鉴定的RNA中,他们确定了3707个具有统计学意义的新颖的成熟miRNA,并获得了3494个新的前体。这些RNA中,大约91%,在超过10个样品的独立分析中都有出现。

  其中,45%的RNA在43个数据库中得到了鉴定,他们是通过Argonaute免疫沉淀交联测序得到的,并且其代表了13种组织中的3种,这表明,这些miRNA在RNA干扰途径中是十分活跃的。

  “这些结果表明,我们发现的大约一半的miRNA会被添加到沉默复合物中,因此其被归为转录后功能修饰,”研究人员在PNAS的报告中这样写道。

  在跨越脊椎动物和无脊椎动物保守序列的背景下,新发现的57%的miRNA被认为是人类特有的,而近95%被认为是灵长类特有的。

  简单地说,“如果你接触基因组保护状态的束缚,会有更多小分子RNA被发现,” Rigoutsos说道。

  正如Rigoutsos指出的那样,造成疾病的miRNA的破坏活性可能不仅仅影响一个组织或者器官,还可能有别的有害作用。如果仅仅开发一种将miRNA药物传递到特定组织的方法,这可能会使其仅仅局限在疾病区域的miRNA中。

  此外,许多miRNA是人类特有的事实表明,许多受到小miRNA影响的分子相互作用不能在动物模型上进行概括-这对于研究人员和miRNA药物的开发而言,将是一个重要的考虑因素。

  不仅仅是miRNA

  PNAS的研究揭示了大约3400个新的miRNA,而Rigoutsos强调,实际数字可能比他们团队去年的报告更多。

  在这项工作中,研究人员展示的数据表明,iosmiRs-成熟的miRNA的种类,很多都拥有相同的发夹miRNA前体手臂,这表明其可能是不同基因的靶标-而这可能取决于个体的性别和种族。

  在PNAS发表的实验中,他说,他的团队确定了一些siomiRs,但是仅仅是在不同的组中,具有最高丰度的那些。这样,新鉴定的miRNA产生的基因组的臂可能会代表不止一个产物。

  “现在想象一下,在3400个我们呈现的位点中,其会增加多少的复杂性。”

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