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水生所关于非编码RNA的分子机制研究取得系列进展
作者: 熊倩 | 2017-11-09 | 浏览量:

  非编码RNAnon-coding RNA, ncRNA)是指不能编码产生蛋白质的RNA分子,种类众多。具有调控作用的非编码RNA主要包括微小RNAmiRNA),长链非编码RNAlncRNA)以及环状RNAcircRNA)等越来越多的研究表明非编码RNA具有重要且复杂的生物学功能。中国科学院水生生物研究所葛峰研究组多年来致力于采用定量蛋白质组学技术揭示非编码RNA的分子调控网络及其作用机制(Journal of Proteome Research, 2012; 11(4):2078-90; Molecular & Cellular Proteomics, 2015; 14(6):1447-63)。近期,该研究组又取得了一系列新进展。 

  针对Dre-miR-21这种影响斑马鱼胚胎早期心血管发育的miRNA, 该研究组利用基于Tandem isobaric mass tagTMT的定量蛋白质组学技术构建了dre-miR-21在斑马鱼早期胚胎中的蛋白调控网络,发现了两个可能与斑马鱼心血管系统发育相关的新的dre-miR-21靶标,揭示了dre-miR-21在斑马鱼胚胎发育过程中的新的调控机制Scientific Reports, 2017; 7(1):4022)(图一)。该研究也是首次利用定量蛋白质组学策略从模式生物的整体来系统寻找miRNA功能靶标分子的报道。 

 

  图一. 定量蛋白质组学技术构建斑马鱼胚胎中dre-miR-21的蛋白调控网络 

  针对CDR1as 这种与多种癌症和神经性疾病发生相关的环状RNA分子,该研究组采用基于isobaric tags for relative and absolute quantitationiTRAQ技术的定量蛋白质组学策略,构建了CDR1as在肝癌细胞中的蛋白调控网络。该研究发现CDR1as可通过靶向miR-7分子从而调控表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)的表达,进而影响肝癌细胞的增殖,揭示了CDR1as在肝癌细胞中新的分子作用机制(Journal of Proteome Research2017; 16(10):3891-3902)(图二)。 

 

  图二. 定量蛋白质组学策略研究环状RNA CDR1as的分子作用机制 

  HOTAIR是一种与肿瘤发生密切相关的长链非编码RNA,可在多个层面调控基因的表达。为全面、系统理解HOTAIR在肝癌细胞中的分子作用机制,该研究组采用转录组和定量蛋白质组学的整合分析策略构建了HOTAIR在肝癌细胞中的分子调控网络;通过生物信息学分析结合深入的功能研究发现,HOTAIR对肝癌细胞增殖的促进作用可以通过调控阿片生长因子受体(Opioid growthfactor receptor, OGFr的表达来实现,而该调控机制可能在各种类型的癌细胞中普遍存在。该研究成果“Integrated proteomic and transcriptomic analysis revealslong noncoding RNA HOTAIR promotes hepatocellular carcinoma cell proliferation by regulating opioid growth factor receptor (OGFr)”已在线发表在蛋白质组学专业杂志Molecular & Cellular Proteomics上,文章链接: (http://www.mcponline.org/content/early/2017/10/ 27/mcp.RA117.000277.long)。 

 

  图三. 转录组和定量蛋白组整合分析研究长链非编码RNA HOTAIR的分子调控网络 

  这些研究成果不仅揭示了多种不同类型非编码RNA新的分子作用机制, 也表明定量蛋白质组学技术可以从系统和整体的角度阐明细胞或生物体非编码RNA的蛋白调控网络及分子作用机制,是非编码RNA功能研究不可或缺的重要工具 

  以上研究得到了国家自然科学基金青年基金(21207153),面上项目(31370746)和非编码RNA调控作用重大研究计划(91540102)的资助。 

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