内含子非编码RNA(intronic ncRNAs)课件

1、长内含子非编码RNAs转录：表达噪音还是表达的选择？主要参考文献Louro R, et al. Long intronic noncoding RNA transcription: Expression noise or expression choice? Genomics. 2009, 93: 291-298.Louro R, et al. Conserved tissue expression signatures of intronic noncoding RNAs transcribed from human and mouse loci. Genomics. 2008, 92:18

2、-25.Roy SW, et al. The evolution of spliceosomal introns: patterns, puzzles and progress. Nature Review Genetics. 2006, 7(3): 211-221.Holla. L, et al. Effects of intronic mutations in the LDLR gene on pre-mRNA splicing: Comparison of wet-lab and bioinformatics analyses. Molecular Genetics and Metabo

3、lism. 2009, 96(2): 245-252.主要内容背景知识哺乳动物长内含子ncRNAs的特征长内含子ncRNAs调节基因表达的机制长内含子ncRNAs的生物发生内含子ncRNAs的鉴定内含子SNP功能研究背景知识内含子的起源 a) 由Walter Gillber提出的“内含子早现”（intron early）假说，认为GU-AG型内含子最早的DNA基因组出现时就已经演化出来了；该假设认为GU-AG型内含子是古代基因（即现在的外显子）的边界，这些古代基因曾经编码不同的蛋白质，但现在只作为一种内含子存在。 b) “内含子迟现”（intron late）假说，该假说认为，GU-AG型内含

4、子是后来插入到真核生物基因中的。随着生物进化水平的提高，基因组内含子的数目也增加。Nguyen等用最大似然法（maximum likelihood method）分析来自七种真核生物684个正向同源基因内含子分布状态，结果支持内含子起源的晚期内含子理论(Nguyen, et al. 2006)。背景知识 b) 内含子获得的机制背景知识内含子的功能 a) 内含子能够转录多种非编码RNA(noncoding RNA, ncRNA)，包括microRNA、snoRNA等。 b) 内含子通过获得和丢失的过程，影响ncRNA的变异而成为真核生物物种形成的一种动力。 c) 内含子与基因表达调节有关，在mR

5、NA 产生、加工和输送中有重要作用。很多研究证明哺乳动物内含子，特别是基因靠5端的内含子，含有调节元件，靠5端的内含子与其他内含子相比能增加基因表达。哺乳动物长内含子ncRNAs的特征在亚细胞单位的表达 内含子ncRNAs的组织特异性转录由于亚细胞表达的偏爱似乎具有空间限制。无偏分析表明大量没有被注释的ncRNAs只在细胞核或细胞质提取物中被检测到。虽然大部分内含子ncRNAs主要在细胞核中表达，但是也有一部分主要在细胞质中表达，只有一小部分在两者中等量表达。能对生理刺激的做出反应 用雄性激素处理后的细胞株显著改变了一些内含子ncRNAs的表达情况。同样，用视黄酸处理两个细胞株后改变了内含子转

6、录因子结合位点Sp1、cMyc和p53下游ncRNAs的表达。不论是直接激活，还是通过蛋白第二信使间接激活，内含子ncRNAs转录能对细胞外环境改变做出反应。长内含子ncRNAs调节基因表达的机制长内含子ncRNAs被加工成更小的ncRNAs来发挥它们的细胞功能。 最近的数据表明最少四分之一的哺乳动物miRNA位点位于内含子区，并由RNA聚合酶II转录。ncRNAs与启动子元件和转录因子的互作基因表达的表观调控长内含子ncRNAs调节基因表达的机制影响同一基因座的蛋白编码RNA稳定性长内含子ncRNAs的生物发生 根据一些间接的证据推测ncRNAs由RNA聚合酶II(RNAP II)转录许多内

7、含子ncRNAs与相应的编码基因具有一致的、共表达的表达方式都具有poly(A+)尾RNAP II相关的转录因子和生理刺激也与ncRNAs的生物发生有关。内含子ncRNAs的鉴定链特异性PCR(strand-specific PCR)自定义基因表达芯片 各组织总RNA反转录后用Cy5-dUTP进行标记 在已经基因外显子区设计了2292条探针，并在蛋白编码转录本的内含子区设计了822条探针。 把带有Cy5-dUTP标记的转录物在基因芯片上进行杂交内含子ncRNAs的鉴定主要结果内含子ncRNAs的鉴定内含子SNP功能研究实验材料 18个分别在所选的18个内含子变异处为杂合子的家族性高胆固醇血症患者内含子SNP功能研究内含子SNP功能研究实验方法剪接位点的计算机预测 MaxEntScan (available at /burgelab/MaxEnt/XMaxEntScanscan_scoreseq_acc.html) NNSplice 0.9 (available at /seq_tools/splice.html) NetGene2 (available at http:/www.cbs.dtu.dk/services/NetGene2)内含子