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長鏈非編碼RNA高通量測序研究思路剖析

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很多研究人員願意做一些組學方面的研究,因為覺得操作很簡單,而且出結果很快。只需要把樣本拿到公司測序,然後分析測序結果就可以迅速發文章。但是,僅僅拿這些測序結果就可以發文章嗎?能發高分文章嗎?今天谷君將和大家探討下高通量測序的研究思路具體是怎樣的。

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長鏈非編碼RNA的重要性


人的基因組中90%的基因可以被轉錄,但是只有2%的基因會被翻譯成蛋白。以前認為這98%的無法被翻譯的非編碼RNA都是沒有作用的,但是現在越來越多的研究證明非編碼RNA也具有很重要的作用。非編碼RNA一般分為短鏈非編碼RNA,和長鏈非編碼RNA。長鏈非編碼RNA(LncRNA)是指長度大於200個核苷酸的非編碼RNA。LncRNA的研究近年來很火,大概是從2010年開始以迅猛之勢增長,今年LncRNA相關的研究可能突破1000篇。從國自然申請中不難看出,LncRNA是一個熱門的申請領域。從2011年開始,國自然申請中與LncRNA相關的研究申請開始增多,在今年中標甚至達到250多份,而且它的增長趨勢也很明顯。

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LncRNA對腫瘤研究的影響


關於LncRNA,無論是它的研究成果,還是它的研究趨勢都呈上漲之勢。但是為什麼它會那麼火呢?首先,LncRNA參與多種生物學過程。比如:參與發育調控,參與環境與壓力的應激,參與核糖體的合成等。就因為LncRNA參與眾多生理過程,所以它也就影響著腫瘤侵襲遷移,新生血管生成,心肌受損,肺部受損等病理狀態。因為LncRNA在生理和病理研究中重要的地位,成就了它在研究領域的重要地位。

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LncRNA在腫瘤中的研究尤為重要,目前已經在很多腫瘤中發現了重要的調控LncRNA。在今年國自然中標的腫瘤標書中,LncRNA在腫瘤不同的研究領域中都有建樹。其中對腫瘤侵襲轉移的研究佔43%,其次是對腫瘤耐藥方面的研究,同時還涉及腫瘤發生,血管生成等多個方面。現在在腫瘤的研究中,對腫瘤生成的研究已逐漸被弱化,更多的是對腫瘤複發的研究,而LncRNA在這方面都有研究。鑒於LncRNA在腫瘤研究領域的重要性,對研究腫瘤的研究人員來說,把LncRNA嫁接到腫瘤研究是很有必要的。

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LncRNA的調控機制


論文中只描述LncRNA的功能是遠遠不夠的,還應該對它的調控機制進行闡述,如果不能完全了解LncRNA的調控機制,部分闡述也可以給論文加分。從目前的研究來看,LncRNA主要有這樣幾個機制:對附近的基因進行調控,或者是抑制作用,或者是激活作用;反向編碼的LncRNA可以和正向編碼的RNA產生作用。還能作用於蛋白,影響蛋白的結構,露出催化亞基產生功能;輔助蛋白結合輔助物,形成蛋白複合物;與蛋白結合,運輸到細胞外,起到調節定位的作用;LncRNA還能被剪切形成小的RNA,起到作用。

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LncRNA除了以上的這些機制,還有一個剛剛被發現目前比較熱門的分子機制——競爭性內源RNA(ceRNA)。但是目前ceRNA只是LncRNA分子機制的一個假說,在基因的中心法則中RNA處於被調節的狀態,但是近期的研究發現了RNA的主動調節功能。ceRNA可以調節microRNAs功能,從而影響mRNA作用。相比miRNA調控網路,ceRNA調控網路更為精細和複雜,涉及更多的RNA分子,包括mRNA、編碼基因的假基因、長鏈非編碼RNA和miRNA等,它為科研工作者提供一個全新的視角進行轉錄組研究。

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ceRNA作用機制


如何利用LncRNA這一「熱點」


LncRNA是目前的一個研究熱點,如果把它引入到標書中,必定會成為一個亮點,但是怎樣才能利用好這個熱點呢?首先,從2016年的國自然鼓勵的醫學研究中來看,其中精準治療占的比重很大,而LncRNA與精準治療的相關性很大。簡單來說,精準治療就是組學研究,這勢必得清楚人體的基因、分子等工作機制,LncRNA也就是其中的一個研究節點。隨著測序技術的發展,現在高通量RNA-seq可以獲得LncRNA表達譜,這有利於LncRNA的研究。總的來說,將LncRNA植入自己的研究成為了可能。

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·組學研究設計數據分析


測序數據分析是有一定套路的,首先得報告測序結果的質量怎麼樣,還需要分析有差異的基因(LncRNA的分析),對差異基因做生物信息學分析,闡述這些基因的功能。最後,還需要在差異基因中選擇一部分基因進行驗證,和對研究中的共表達進行分析。對測序數據進行分析後,還需要在整體表達情況上進行說明,通常選擇圖表形式。在對差異表達基因分析中,也可選擇圖表說明,並且可以選擇不同形式的圖從不同的方向重點闡明同一個問題。

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測序數據分析流程


·文章想發高分需要做到什麼程度


1、LncRNA是近年學術熱點概念,值得投入;


LncRNA的研究熱潮是在近兩年爆發的,不僅是期刊審稿的關注度,還是國自然評審的關注度,都很極高的。無論是研究什麼領域,儘可能地加入LncRNA的概念是一個加分項。


2、利用組學研究發現新的LncRNA;


目前對LncRNA的研究很有限,如果能突破現在已有的研究成果,必定是一個重磅研究。同樣,組學的研究也很熱門,再加上測序技術的發展,利用組學的研究發現新的LncRNA也是一個研究思路。


3、想發高分文章,只有組學數據是不夠的。


隨著測序技術的進步,對基因的測序變得簡單了,組學研究中對數據的收集也比以前容易,但是,只有組學的數據是無法獲得高分的。將LncRNA和組學結合,能很好的運用數據,同時也借用了LncRNA這個熱點,會達到事半功倍的效果。


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