目前分類:miRNA (6)

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過去在進行 miRNA 的研究時,大多是以定序得到的短片段RNA(18~24 bp)去比對 miRBase ( miRNA precursor  mature miRNA),找出miRNA 的種類的表現量,但是這種方法主要的問題在於:

  1. 需要依賴miRBase 的完整性,miRBase沒有記錄的miRNA 即無法被發現;
  2. 只考慮到 mature miRNA 的序列相似度,但是卻忽略 miRNA形成過程(pri-miRNA → pre-miRNA → mature miRNA)pri-miRNA  pre-miRNA 會形成 hairpin 結構的特性;即便某樣品的短片段RNA能比對到 miRBase ,但是在 transcriptome 上卻無法形成 hairpin 結構,亦很難認定該短片段RNA 是有表現的 miRNA

 

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新興感染(emerging infection disease)疾病的病原可能來自於:

  1. 尚未偵測到或者未知的病原
  2. 已知的病原但散佈到新的地理位置
  3. 已知病源經過突變感染更強

對於新興感染疾病的預防,其中重要的一部份就是主動尋找偵測可能造成疾病流行的病源。國外學者發現包含蚊子、線蟲等無脊椎動物的small RNA中會帶有遭到感染的病毒序列,且彼此之間有overlap,可組裝出完整病毒序列[1];除此之外有時候甚至可以組出一組以上的病毒,且與已知病毒序列比對發現存在著差異,有new species存在的可能性,因此認為定序其small RNA可做為檢測病源的方法。Maijuan Ma[2]以家蚊為實驗對象分析其small RNA,組裝比對到具有大部分相同序列(80%)的三種病毒,分別為Aedes albopictus parvovirus, Anopheles gambiae densonucleosis virus, Aedes aegypti densovirus strain 0814616,為了確認答案,將組裝好的三種病毒genome作為reference,將reads貼回此三種reference genome上後,map比例最高者為Anopheles gambiae densonucleosis virus(78.5%),且組裝出來的consensus region與最新發表的的同種病毒(Anopheles gambiae)序列有98%的相似度,接著以PCR方式進一步確認,僅有Anopheles gambiae densonucleosis virus得到positive的結果,因此確認感染的病毒是Anopheles gambiae densonucleosis virus。無脊椎動物抵抗病毒感染的機制使得病毒片段出現於small RNA中尚未完全清楚,且coat protein的coverage最高,non-structure protein排行第二[2],此生物現象發生的原因也不清楚,這些問題仍待未來更深入的研究闡明。

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piRNA 又稱為 piwi-interacting RNA為 small non-conding RNA 的主要類別之一,piRNA 主要具備幾個特性:

  1. 目前僅在動物細胞中被發現
  2. 目前常見動物的生殖腺細胞中
  3. 長度大約是 26~31 nt
  4. 5’ 端偏好以 U 做為起始

 

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近幾年來,由於科學家發現 miRNA 與調節基因的表現量有相關,甚至與疾病也有一定的關係存在,所以生物學家慢慢將研究重心趨向 miRNA。Figure1 是從 2001 年到 2010 年與 miRNA 相關研究的資料,由下圖可以看出近年來研究 miRNA 是越來越多了

新圖片 

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當我們進行 miRNA 定序時,有時我們會發現有一些 reads 沒有辦法 map miRBase 中的miRNA 序列,那這些 reads 究竟是什麼呢?

由於在樣本備製時,是以 size selection 來決定要定序的 RNA ,只要 RNA size 是落在我們所設定範圍內,都會被定序到,所以這些無法對到miRBase RNA ,有可能是其他的 small RNA ,也有可能是 degrade RNA,當然也有可能是 Novel miRNA

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microRNA(miRNA)是一段長度約22個核苷酸的RNA分子,由DNA轉錄而來但並不會表現成蛋白質。主要的功能為調控動物和植物的轉譯後修飾,很多癌症被發現可能由這些小RNA分子所影響。當miRNA與其被調控基因的binding target site 鍵結後,會抑制其基因的表現(抑制轉譯)或使其基因轉錄後的RNA序列斷裂。miRNA與基因binding target site通常是落在transcript的3’UTR,以miRNA 5’方向的第2到第8核苷酸(seed區域)與transcript完美鍵結,此外研究發現miRNA的seed區域與基因binding時,可以是G:U wobble的模式鍵結,或是在seed的區域有少數的核苷酸並沒鍵結(Imperfect seed);miRNA與基因的binding site也可能落在3’UTR以外的區域。

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