非编码RNA研究专题03非编码RNA基础microRNA

®非编码RNA基础——microRNA解螺旋

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知识金牌解

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牌010203历史机制高通量技术与microRNACONTENTS课

程

目

录历史01知

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牌从RNAi到microRNARNAi:1990年1994年1995年1998年矮牵牛中发现粗糙脉孢菌

线虫Fire和Mello阐明了其原理，并于2006年因此获得了Nobel

P&M

PrizemicroRNA:1993年

由Victor

Ambros和Gary

Ruvkun分别发现第一个microRNA是lin-4被称为“小分子时序RNA”(stRNA)解

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牌七年之后再起征1990年，人类基因组计划正式启动越来越多的物种被测序：流感嗜血杆菌、大肠杆菌、酿酒酵母、线虫等到了2001年，已有越来越多的microRNA被发现2001年10月，Tuschl、Bartel和Ambros三人在Science上撰文，将其命名为microRNA，简称miRNA解

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牌动物miRNA的合成经过Drosha切割，形成60~70nt长度的茎环结构pre-miRNA核DNA转录pri-miRNA通过Exportin5进入细胞质经Dicer切割茎环,形成双链小RNA双链RNA解体,形成成熟miRNA装配形成miRISC不完全匹配结合在3’UTR，抑制靶基因蛋白翻译完全匹配，靶基因mRNA降解解

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牌pre-miRNA （前体）stem-loop

茎环结构左右两臂均可以产生成熟microRNA是预测新microRNA的基础成熟miRNA存在于胞质中以及广泛分布于远端组织、体液中动物miRNA的合成解

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牌网址 是综合性的收录microRNA及其前体信息的网站特点：①全面、权威；②包括成熟序列及前体序列③用miR-Seq数据来发现及校正microRNA④提供靶基因数据库的外部链接及wiki词条模块⑤在线搜索及查询综合数据库miRBase解

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牌综合数据库miRBase机制02解

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牌miRNA的作用机制转录后抑制切割mRNA降解mRNA核内增强mRNA的表达解

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牌3·UTR有多个miR结合位点miR有多种结合3`UTR方式一条microRNA可以调控数百条mRNAmiR与3`UTR解

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牌与lncRNA相互作用lncRNA也是可以有3`UTR的miR与lncRNA知

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牌miRNA与circRNA(Ashwal-Fluss

et

al.,

2014)解

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长circRNA是一种长链环状非编码RNA分子miRNA与circRNA结合形成所谓的”miRNA

Sponge”circRNA如同海绵一样“吸附”多种miRNA，从而阻止miRNA行使原有功能circRNA与mRNA形成了所谓的”ceRNA”关系知

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牌hsa-mir-19hsa-mir-19ahsa-mir-19b-1hsa-miR-19b-1-5phsa-miR-19b-3phsa-mir-19b-2hsa-miR-19b-2-5phsa-miR-19a-5phsa-miR-19a-3phsa-mir-19a*hsa-miR-19b-1*hsa-miR-19b-2*miRNA的命名体系解

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牌miRNA的命名体系解

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牌循环miRNA2008年，发现血清中稳定存在游离的miRNA随后，在血浆、唾液、尿液等体液以及牛奶等中均发现了循环miRNA的存在循环miRNA的来源主要有三种：①细胞或组织被动释放出来的miRNA；②外泌体主动分泌的miRNA；③仅与蛋白结合的miRNA。被引次数2500+解

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长miRNA的跨物种调控 知

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牌2018年，菟丝子的miRNA

能够跨物种靶向寄主mRNA从而调控其基因表达2012年，南京大学张辰宇的一篇文章，发现食物中的外源植物miRNA可以调控哺乳动物靶基因表达高通量技术与microRNA03知

识

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牌miRNA研究基本思路1Whole

genome

screen～100~1000Candidate

miRNAs～10~50FuncitonDiscoveryValidationFunctionApplicationDiagnosisDrug

discoverymiRNA

SeqmiRNA

microarrayBiomarker&validationApplicationR&DHigh

throughputmiRNA

screenLow

throughput

&ValidationReal-Time

qPCRFunctionresearch解

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牌miRNA研究基本思路2Training

setTesting

set芯片或测序qRT-PCR发现miRNA标志物诊断预后RNA

抽提组织、体液样本病人、正常人（疾病组织/正常组织）miRNA

analysis

初步筛选验证建立模型解

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长 22知

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牌BioMarker的寻找大样本基因芯片筛选RT-PCR验证ROC分析HCC：hepatitis

B

virus

related

HCC，肝癌Healthy：正常个体CHB：chronic

hepatitis

B，慢性乙型肝炎Cirrhosis：肝硬化Mann-Whitney

test解

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牌BioMarker的寻找232018年月26日复旦大学附属中山医院樊嘉院长领衔的肝外科团队联合发布了miR诊断试剂盒上市的消息2011年11月21日樊嘉等在JCO上发表论文探索了肝癌诊断中miR分子的作用

中科普瑞团队成员深入参与该项工作Agilent解

螺A旋ffy|m陪et伴rix医

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牌使用基因芯片来探索miRNAObjectivemiRNA

expressionresearchDifferentialexpressmiRNACandidatemiRNAmiRNAfunctionSample

typeTissueCellBloodSerum/plasmaFFPE……ProcessExtraction

miRsQCmiRNA

labelingHybridizationWashingMicroarrayscanningData

analysisRaw

data

QCNormalizationDiff-microRNAmiRNA

screenData

exhibition解

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牌AgilentmiRNA

ChipTechnical

CharacteristicsTheonlychipplatformtodistinguishbetweenmaturemiRNAandmiRNA

precursors;TotalRNA

used

for

experiments

without

separation

of

miRNA.

Only

100ng

of

TotalRNA

canbeused;Samples

have

a

widerange

of

applications:

tissue,

serum,

plasma,

FFPE,

frozen

biopsytissues,etc;High

specificity:

a

special

patented

probe

design

can

distinguish

differences

in

a

base;High

sensitivity:detection

abundance

steps

across

four

logs,

6logat

most;Datacomes

from

the

Sanger

miRBaseV21,

easy

to

beupdated.SpeciesMicroarray

NameDatabaseHumanSurePrint

Human

microRNA

microarray,

V21.0Sanger

miRBase

release

21.0MouseSurePrint

Mouse

microRNA

microarray,

V21.0Sanger

miRBase

release

21.0RatSurePrint

Rat

microRNA

microarray,

V21.0Sanger

miRBase

release

21.0OthersAgilent

Custom

microRNA

MicroarraySanger

miRBase

release

21.0Agilent

miRNA芯片知

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牌Inthe2014miRQCplatformbenchmarkstudy,AgilentmiRNAmicroarrays

exhibitedthemostconsistentperformanceinmiRNAdetection,superiorto

qPCR,sequencing,

and

other

microarray

platforms.2014年

FDA的miRQC文章解

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牌ProbesetsHumanMouseRatMature

microRNAPre-microRNAsn