miRNA最新研究進展

miRNA在細胞分化，生物發育及疾病發生髮展過程中發揮巨大作用，越來越多的引起研究人員的關注。最近對於miRNA的研究熱度也是持續高漲。今天小編就與各位老師一起來看看有關miRNA的最新研究進展。

An integrated expression atlas of miRNAs and their promoters in human and mouse

Nat Biotechnol

2017-8-21 IF：41.667

MicroRNAs（miRNAs）是在細胞調控中具有關鍵作用的短非編碼RNA。作為哺乳動物基因組功能注釋（FANTOM5）第五版項目的一部分，通過對來自396個人類和47個小鼠RNA樣品的492個短RNA（sRNA）文庫進行深度測序，匹配Cap分析基因表達（CAGE）數據，構建了miRNAs及其啟動子的整合表達圖譜。鑒定了1,357個人類和804個小鼠miRNA的啟動子，並且在物種之間顯示出強的序列保守性。另外還發現，初級和成熟的miRNA表達水平相關，這就可允許使用初級miRNA的測量水平作為總共1,829個人類和1,029個小鼠CAGE文庫中成熟miRNA水平的代表。因此，在初級哺乳動物細胞中提供了miRNA表達和啟動子的廣泛圖譜，為miRNA表達模式和轉錄控制區域的詳細分析奠定了基礎。

原文：de Rie D, Abugessaisa I, Alam T, et al. An integrated expression atlas of miRNAs and their promoters in human and mouse[J].Nature biotechnology, 2017.

Impact of microRNAs on ischemic stroke: From pre- to post-disease

Prog Neurobiol

2017-8-22 IF：13.217

中風是成人神經功能障礙的首要原因，在全球範圍內社會經濟負擔沉重。缺血性卒中和產生病理過程的病因來源是通過分子機制的多層級聯介導的，其部分調節是通過轉錄後的活性調節。研究證據表明microRNA（miRNA）作為腦發育生理學和缺血性卒中病理學中轉錄後基因沉默的重要介質。本文中，作者總結了已經報道過非調節各種卒中風險因素和疾病前機制的miRNA，包括高血壓，動脈粥樣硬化和糖尿病，隨後深入分析缺血性卒中發病機制中的miRNA，如興奮性毒性，氧化應激，炎症，凋亡，血管生成和神經發生。 由於通過特定的藥物和非藥物治療促進或抑制miRNA的表達可能有利於中風後恢復，作者還強調了miRNA在臨床環境中的潛在治療價值。

Fig. miRNAs play important roles in pre- and post-stroke pathologic processes

Fig. Involvement of miRNAs in regulating brain blood barrier integrity and brain edema

原文：Li G, Morris-Blanco K C, Lopez M S, et al. Impact of microRNAs on ischemic stroke: From pre-to post-disease[J].Progress in Neurobiology, 2017.

On the performance of pre-microRNA detection algorithms

Nat Commun

2017-8-24 IF：12.124

MicroRNA對於轉錄後基因調控至關重要，並且它們的失調與諸如癌症等疾病有關，因此，對它們的研究分析已經成為熱點。miRNA的實驗發現是繁瑣的，因此已經提出了許多計算工具。本文中，作者使用所有相關的，已發表的和新穎的數據集來評估13個從頭開始的pre-miRNA檢測方法，同時基於十個內在性能測量來評估演算法性能。作者提出了一個可擴展的框架，izMiR，它允許對現有演算法進行公正的比較，可添加新演算法，並將多種方法組合到集成方法中。在完整的嘗試中，作者將數百萬計算結果匯總，表明沒有方法明顯優於其他方法；然而，作者為生物醫學研究人員提供了一個選擇工具的指南。最後，作者展示了將所有方法組合成一個整體方法，這是首次允許在大型真核生物基因組中進行可靠的純計算pre-miRNA檢測。由於microRNA（miRNA）的實驗發現是繁瑣的，所以已經開發了用於預測miRNA的計算工具。這裡作者開發了一個框架來評估現有的和新型的pre-miRNA預測工具的性能，並為給定的數據集選擇適當的方法提供指導。

Fig. Model training workflow

原文：Demirci M D S, Baumbach J, Allmer J. On the performance of pre-microRNA detection algorithms[J].Nature Communications, 2017, 8(1): 330.

Conservation and divergence of small RNA pathways and microRNAs in land plants

Genome Biol

2017-8-23 IF：11.908

背景：作為真核生物基因表達的關鍵調節因子，小RNA已經在許多種子植物中表徵，並且已經在被子植物模型中定義了其生物發生，降解和作用的途徑。然而，小RNAs本身和小RNA途徑在其他陸生植物如石松類植物和蕨類植物中沒有得到很好的表徵，阻礙了對陸生植物中小RNA的全面進化觀點。

結果：使用25個來自石松類植物和蕨類植物主要譜系的代表，其中大部分缺乏測序基因組，作者在這些植物中鑒定了小RNA和小RNA途徑。作者確定了DICER-LIKE（DCL），ARGONAUTE（AGO）和其他參與小RNA途徑的基因同系物，預測了超過2600個保守的microRNA（miRNA）候選物，並對小RNA途徑以及miRNA進行了系統發育分析。在陸生植物的共同祖先中建立了miRNA生物發生，降解和活性的途徑，但引導DNA甲基化的24核苷酸siRNA途徑在種子植物，特別是石松類植物的姊妹種中是不完整的。結果顯示，在被子植物中觀察到的關鍵基因家族如DCL和AGO的功能多樣化發生在陸生植物早期，隨後AGO家族在蕨類植物和被子植物中平行擴大。作者發現被子植物中缺少保守的AGO亞族。

結論：對苔蘚植物，石松類植物，蕨類植物和被子植物miRNA的系統發育分析改善了保守miRNA家族的起源時間以及陸地植物中的小RNA機制。

原文：You C, Cui J, Wang H, et al. Conservation and divergence of small RNA pathways and microRNAs in land plants[J].Genome Biology, 2017, 18(1): 158.

UPF1 helicase promotes TSN-mediated miRNA decay

Genes Dev

2017-8-21 IF：9.413

雖然microRNA（miRNA）調節絕大多數編碼蛋白質的轉錄物，但是很少知道miRNA自身是如何被降解的。作者在本文中描述了Tudor-葡萄球菌/微球菌樣核酸酶（TSN）介導的miRNA衰變（TumiD）作為細胞途徑，其中核酸酶TSN促進含有CA和/或UA二核苷酸的miRNA的衰變。雖然TSN介導的無蛋白或負載AGO2的miRNA的降解在體外不需要ATP依賴性RNA解旋酶UPF1，但作者在本文中報告了細胞TumiD需要UPF1。使用負載有AGO2的miRNA與靶mRNA雙鏈體的實驗結果表明UPF1可以將miRNA從其mRNA靶分離，使得miRNA對TumiD敏感。miR-seq（miRNA的深度測序）數據顯示，通過UPF1可使T24人膀胱癌細胞中約50％的候選TumiD靶標的降解增強。作者通過證明UPF1增強的TumiD部分通過降解抗侵襲性miRNA促進T24細胞侵襲，從而上調侵襲性蛋白質的表達來說明生理相關性。

原文：Elbarbary R A, Miyoshi K, Hedaya O, et al. UPF1 helicase promotes TSN-mediated miRNA decay[J].Genes & Development, 2017.

Microbial regulation of microRNA expression in the amygdala and prefrontal cortex

Microbiome

2017-8-25 IF：8.496

背景：越來越多的證據表明，腸道微生物群在形成與許多精神和神經障礙有關行為方面的作用。使用無菌（GF）動物的臨床前研究對於我們理解宿主微生物群體對神經發育和行為的潛在重要性是至關重要的。特別地，已經反覆地證明腸道微生物群操縱調節焦慮樣行為。基於焦慮和恐懼相關行為的神經迴路是複雜的，並且嚴重依賴於杏仁核和前額葉皮質（PFC）之間的功能性交流。之前的研究已經顯示GF小鼠的杏仁核和PFC內的轉錄網路發生了改變。MicroRNAs（miRNAs）通過翻譯抑制作用來控制基因翻譯，並且也涉及焦慮樣行為。然而，目前還不清楚，腸道微生物群是否還募集了宿主轉錄後機制的這些特徵，以控制CNS轉錄網路。

結果：作者對常規GF和無菌定殖小鼠（exGF）的杏仁核和PFC進行了Illumina下一代測序（NGS）。發現在GF動物的兩個大腦區域中，大部分的miRNA被調節（在杏仁核中為103個，在PFC中為31個）。此外，對定殖的GF小鼠進行歸一化。接下來，作者使用GF的互補方法，通過用抗生素混合物操縱成年大鼠微生物群來消耗腸道微生物群，並發現該策略也影響相關miRNA的表達。

結論：這些結果表明，微生物群系對於涉及焦慮樣行為的腦區域中miRNA表達的適當調節是必需的。

原文：Hoban A E, Stilling R M, Moloney G, et al. Microbial regulation of microRNA expression in the amygdala and prefrontal cortex[J].Microbiome, 2017, 5(1): 102.

Roles of miR319 and TCP transcription factors in leaf development

Plant Physiol

2017-8-25 IF：6.456

基因表達的複雜調控，包括microRNA（miRNA）及其靶基因是葉分化，生長和衰老所必需的。miR319及其靶基因TEOSINTE BRANCHED1，CYCLOIDEA，PCF（TCP）基因對葉發育的影響已被廣泛研究，但這些基因家族的冗餘往往會干擾其發育背景下的功能和調控評估。本文中，作者介紹了MIR319和TCP基因家族參與擬南芥葉發育的遺傳證據。MIR319A和MIR319B基因的單突變可中度抑制葉鋸齒的形成，而雙突變增加了這種抑制的程度，並導致了平滑葉的形成。MIR319突變和TCP4基因功能獲得性突變賦予對miR319的抗性，並削弱子葉邊界和葉片鋸齒形成。這些突變與CUP-SHAPED COTYLEDON基因功能相關，調控子葉邊界和葉片鋸齒形成。相比之下，miR319靶向和非靶向TCP基因的功能缺失性突變導致下游基因轉錄物水平的變化以及誘導鋸齒形葉的形成。總而言之，這些研究結果表明，MIR319和TCP基因家族是葉片發育的強大和多層次控制的基礎。本研究還為以後在擬南芥和作物植物中的冗餘miRNA和轉錄因子的研究提供了框架。

原文：Koyama T, Sato F, Ohme-Takagi M. Roles of miR319 and TCP transcription factors in leaf development[J].Plant Physiology, 2017: pp. 00732.2017.

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！