Long Non-Coding RNAs為一種不會轉譯成protein的transcripts,長度通常大於200bp,最長可超過10000bp,部分的lncRNA跟mRNA一樣會有alternative splicing,因為和基因的結構相似但不會轉譯成蛋白,早期稱為假基因(pseudogene) ,然而越來越多的研究顯示lncRNA本身參與許多生物調控,如下圖

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a.     lncRNA HOTAIR,Xist,RepA,Kcnqot1會促使Polycomb complex調控X染色體進行Chromatin remodeling (X異染色質生成,抑制其上面的基因表現)。
b.     以基因cyclin D1基因為例,會受到lncRNA的調控抑制基因表現 (cyclin D1基因表現下降)。
c.      lncRNA Evf2促進DLX2 transcription factor 調節Dlx6基因 (Dlx6基因表現上升)。
d.     DHFR基因的minor promoter產生了lncRNA,並且和DHFR基因的major promoter形成triplex,使得TFIID transcription factor無法binding 到DHFR的major promoter,進而抑制DHFR的基因表現 (DHFR基因表現下降)。
e.     基因Zeb2在genetic locus的antisense上有一個lncRNA Zeb2會導致Splicesome無法與基因Zeb2作用,使得intron retention。

 

傳統我們都認為DNA轉錄成RNA後,就會再轉譯成蛋白質,生物學的中心法則”DNA makes RNA makes protein”,在lncRNA被大量研究後,發現生物體中的基因調控機制,遠比我們想像中的複雜,以老鼠的轉錄體為例,老鼠有18萬個transcript,但只有2萬多個transcript會在轉錄成蛋白質,另外16萬個transcript,都屬於lncNRA。

而lncRNA的起源有幾種可能,如下圖(圖片來自http://mcmanuslab.ucsf.edu/node/251)

(1)   由於coding gene發生變異而生成的。

(2)   由染色體rearrangement生成的lncRNA  (與Fusion gene的生成類似)。

(3)   由短片段的non-coding RNA因duplication生成。

(4)   由跳躍基因insert到coding gene中生成。

20131002_pic2  

 

而lncRNA在基因體上的位置,目前發現有幾種形式,如下圖(圖片來自http://mcmanuslab.ucsf.edu/node/251),包含出現

(1)   在coding gene的Promoter的區域,與coding gene的transcript為同一個方向(sense)。

(2)   在coding  gene的antisense方向並有完整或部分的overlap。

(3)   在coding  gene的antisense方向,兩transcript無overlap,但genetic locus距離1000bp以內。

(4)   在coding gene中的intron中

(5)   intergenic DNA的區域中。

20131002_pic3  

 

近年由於NGS的技術,大量的lncRNA被發現及研究,目前已被定義的類型如下表

20131002_pic4  

 

其中Natural antisense transcript (NAT)發現與某些siRNA的生成有關,如下圖

20131002_pic5  

 

由sense與antisense的transcript互補的區域所產生的siRNA (NAT-siRNA),能夠抑制sense 或 antisense上的基因表現,如下圖(圖片來自http://mcmanuslab.ucsf.edu/node/251)。

20131002_pic6  

目前的研究也發現lncRNA與許多人類的疾病相關,列表如下

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Reference 

  1. Tim R. Mercer et al., Long non-coding RNAs: insights into functions. Nature Reviews Genetics| AOP, published online 3 February 2009; doi:10.1038/nrg2521
  2. Jing Li et al ., Long Non-Coding RNAs and Complex Human Diseases. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 18790-18808; doi:10.3390/ijms140918790
  3. K Okamura et al., Endogenous small interfering RNAs in animals. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008 Sep;9(9):673-8. doi: 10.1038/nrm2479.
  4. http://mcmanuslab.ucsf.edu/node/251

 

 

 

 

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  • QQAZ
  • 請問table 1 & 3是取自哪篇文獻?我想拜讀一下卻找不到。
  • 你好,table 1&3引用於第2篇參考文獻
    標題為Long Non-Coding RNAs and Complex Human Diseases
    網頁連結: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3794807/

    YourGene 於 2014/08/14 09:12 回覆

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