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1 LncRNA的一般研究策略
圖1 LncRNA的一般研究策略
(1)LncRNA篩選
通過lncRNA芯片或RNA測序等方法對多對疾病模型和對照樣本組織進行lncRNA表達譜分析;通過生物信息學的方法篩選出具有表達差異的lncRNA,構建共表達網絡,預測lncRNA的靶基因;通過PCR或Northern Blot技術對候選lncRNA驗證,確定其表達差異。
(2)LncRNA全長克隆
可以通過5'RACE獲取lncRNA 5'全長,3'RACE獲取lncRNA 3'全長,最終拿到完整的lncRNA序列。
(3)表達分析
細胞水平表達:在細胞水平進行檢測表達差異。
組織分布:檢測不同組織、不同階段表達特性。
表達水平動力學變化:比較不同處理條件下,如藥物處理、誘導處理下,表達水平差異。
(4)功能研究
功能獲得性研究:構建lncRNA過表達載體。
功能缺失性研究:可通過siRNA、shRNA、反義核酸等方法沉默lncRNA,干預 lncRNA后檢測其對疾病相關基因表達影響和對細胞表型如增值、凋亡、侵襲、轉移等的影響。
可通過RNA pull down、RNA-RIP、ChIRP-seq等方法檢測與lncRNA結合的DNA、RNA、蛋白質。
表達調控:將lncRNA表達與其他領域相結合,解釋lncRNA調控機理。
轉錄因子:研究lncRNA與轉錄因子的調控機制。
染色質重塑:lncRNA表觀調控。
ceRNA機制:研究lncRNA-miRNA-mRNA三者之間的調控機制。
2 LncRNA的一般研究實驗手段
圖2 LncRNA的一般研究實驗手段
(1)與蛋白質的相互作用
識別lncRNA的蛋白質伙伴,可以為它們的功能的機制和路徑提高線索。RIP技術,如chemical-cross-linked RIP、native RIP (nRIP)、UV-crosslinked immunoprecipitation (CLIP)使用抗體來pulldown核蛋白復合物,然后從中分離相關RNA用于分析。每個變體都有它各自的優勢和缺陷。nRIP提供交聯產物,而CLIP在避免交聯產物的重新組合的同時用于識別RNA與蛋白質相互作用位點。這些技術可以結合高通量測序,如RIP-Seq、HITS-CLIP/CLIP-Seq,來識別lncRNA相互作用的全部宿主蛋白質因子,盡管還需要技術手段的確認。
(2)與DNA的相互作用
有幾個實驗技術被用于識別lncRNA的基因組靶位點。以染色體免疫共沉淀(ChIP)和RIP技術的原理為基礎,使用染色體RNA免疫共沉淀(ChRIP)來識別與特殊染色體標簽相互作用的RNA。另一方面,chromatin oligo-affinity precipitation (ChOP)、chromatin isolation by RNA purification (ChIRP)、capture hybridization of RNA targets (CHART)使用標記的互補寡核苷酸來識別與目的RNA相互作用的DNA位點。
圖3 ChIRP基本實驗流程
(3)結構特征
lncRNA可以形成特殊的二級和三級結構來執行它們的功能。通過selective 2’-hydroxyl acylation analyzed by primer extension (SHAPE)和in-line probing來獲得局部核苷酸柔性。SHAPE可用于高通量分析,如SHAPE-Seq,連接其它依賴于RNA酶消化的技術,如fragmentation sequencing (FragSeq)和parallel analysis of RNA structure (PARS)。