小鼠大脑皮层层次特异表达基因天然反义转录物的筛选与鉴定

目的筛选并鉴定小鼠大脑皮层发育过程中皮层层次特异表达的基因是否存在天然反义转录物(NAT)。方法对63个小鼠大脑皮层层次特异表达的基因进行生物信息学预测,筛选出31个可能存在NAT的基因,从小鼠脑组织及神经系统来源的细胞系提取总RNA,采用RT-PCR方法对筛选阳性基因进行鉴定并克隆到pGEM-T载体中进行测序。结果 31个经生物信息学预测的基因中,8个为NAT阳性。结论小鼠大脑皮层发育过程中皮层层次特异表达的基因存在NAT,NAT可能通过调控编码基因影响小鼠皮层发育。

天然反义转录物及其调控基因的表达机制

天然反义转录(NATs)是一组编码蛋白质或非编码蛋白质的RNAs,与其他(有义)转录物具有互补序列,可以调节有义链的表达。这种调节可以发生在转录水平或转录后水平,调节方式有转录干扰、RNA封闭、双链依赖机制或染色质重建(修饰)等。正义链和反义链分别加工成小RNAs调节基因表达,也是NATs调节基因表达的重要方式,如piRNAs的"乒乓机制"。实验或计算机研究已经证明了NATs在生物中广泛存在,是一种重要的基因表达调节方式。文章论述了NATs的重要作用和机理,重点论述了NATs的调节机制和相关的小RNAs。

阿托伐他汀调节巨噬细胞载脂蛋白A1天然反义转录表达的研究

目的:探讨阿托伐他汀调节人急性单核细胞白血病细胞1(THP1)诱导的巨噬细胞载脂蛋白A1(apoA1)天然反义转录(apoA1-NAT)表达的研究。方法:检索基因序列,设计引物,用不同浓度0、1、10、100 nmol/L阿托伐他汀干预THP1诱导的巨噬细胞,提取不同浓度和时间点(6、12、24、48 h)的RNA,检测apoA1-NAT、apoA1信使核糖核酸(mRNA)表达。同时检测与胆固醇代谢相关的三磷酸腺苷绑定的盒式转运体A1(ABCA1)、清道夫受体B1 (SRB1)及低密度脂蛋白受体(LDLR)mRNA的表达。结果:THP1诱导的巨噬细胞在10 nmol/L阿托伐他汀干预24 h,apoA1-NAT表达明显降低,同时apoA1 mRNA表达量显著升高(P<0.01),ABCA1、SRB1及LDLR mRNA表达量也出现不同程度的升高(P均<0.05)。结论:阿托伐他汀抑制巨噬细胞apoA1-NAT表达的同时,可升高apoA1、ABCA1、SRB1及LDLR mRNA表达,进而能促进巨噬细胞胆固醇的外流。

大豆1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶顺式天然反义转录物的分析鉴定

1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase,ACS)是植物乙烯生物合成途径中的关键酶,催化了乙烯生物合成中由S-腺苷蛋氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)转化为1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)这一限速步骤。ACC合酶由多基因家族编码,在转录及转录后水平上受到多种生物和非生物因素的差异调节,其表达调节机制复杂,尚未完全清楚。最近的研究揭示,在植物中发现的一些天然反义转录物(Natural antisense transcripts,NATs)在基因表达调节机制中发挥了不可忽视的作用,因而天然反义转录物的研究受到了广泛的关注。本研究利用RT-PCR法在6种中国东北大豆中克隆出一种ACC合酶基因天然反义转录物,序列测定结果表明这是一种顺式天然反义转录物(cis-NAT),命名为ASACS2。实时定量RT-PCR(Real-time RT-PCR)测定结果表明,ASACS2与其高丰度表达的正义转录物SACS2伴随表达,并且在营养生长期得到了积累。令人感兴趣的是,6个大豆品种中ASACS2和SACS2的表达量保持一定比例,且表现出品种特异性。目前的研究工作揭示了一种新的NATs可能参与的乙烯生物合成的调控机制,为转基因育种和植物发育调控研究提供了新的思路。

Dlx1的天然反义转录物在大脑发育中的功能探索

目的探索Dlx1的天然反义转录物(Dlx1as)在小鼠大脑发育过程中的功能。方法根据生物信息学分析与分子生物学实验验证Dlx1as是否具有多聚腺苷酸尾,采用实时定量PCR检测Dlx1as与Dlx1 mRNA在小鼠大脑发育过程中随时间的变化,利用原位杂交的技术比较Dlx1as与Dlx1 mRNA空间表达谱。结果 Dlx1as具有多聚腺苷酸尾,在小鼠的胚胎发育过程中,从E14.5到E18.5高表达,与Dlx1 mRNA在各时间点表达水平虽比较接近,但在表达区域存在互补的特点。结论 Dlx1as在小鼠大脑发育过程中有一段时间的高表达,与蛋白编码基因Dlx1 mRNA空间互补,推测其可能是通过调控Dlx1 mRNA来影响小鼠的大脑发育。

天然反义转录物及其在神经胶质瘤中的功能

天然反义转录物(natural antisense transcripts,NATs)被定义为在自然状态下生物体内产生的内源性RNA,其通常是通过与靶分子进行序列互补而形成天然的正义-反义转录物配对的双链RNA。NATs普遍存在于原核和真核生物中,可以在转录水平、转录后水平、翻译水平等多个层次经由不同机制调节基因的表达。此外,NATs也与恶性肿瘤的发生发展密切相关,一些NATs在正常组织与神经胶质瘤组织中的表达存在显著差异。NATs可能成为神经胶质瘤诊断、预后以及治疗效果的一种新的标志物,同时NATs也是潜在的新的胶质瘤基因治疗的靶点。本文对NATs的分类及其在神经胶质瘤中的功能及可能的机制做具体阐述。

天然反义转录本Tetraspanin31调控CDK4的分子机制

目的:探讨天然反义转录本Tetraspanin31调控CDK4的分子机制。方法:针对TSPAN31设计合成靶向干扰的siRNA,转染肝癌细胞,qRT-PCR和免疫印迹检测肝癌细胞实验组与对照组细胞CDK4的转录和翻译水平,免疫印迹检测细胞周期蛋白Cyclin D1、转录因子E2F1蛋白表达水平;在HEK293T细胞、Hela细胞中转染过表达TSPAN31全长、编码区及3’末端非翻译区质粒,qRT-PCR及免疫印迹检测CDK4基因转录和翻译水平。结果:与对照组相比,肝癌细胞siRNA干扰后TSPAN31蛋白相对表达量显著降低,CDK4相对表达量显著升高,Cyclin D1、E2F1蛋白相对表达量升高(均P<0.05)。与对照组相比,HEK293T细胞、Hela细胞转染过表达TSPAN313’末端非翻译区质粒组及过表达TSPAN31全长质粒组CDK4转录及翻译的相对表达水平显著降低(均P<0.05),而转染过表达TSPAN31编码区质粒组没有显著差异(均P>0.05)。结论:TSPAN31可在肝癌细胞中调控信号通路蛋白Cyclin D1、CDK4及E2F1蛋白表达,TSPAN31对CDK4的调控作用可能主要是通过转录产物的3’末端非翻译区进行的。

天然反义转录物(NAT)来源的小分子RNA

天然反义转录物(natural antisense transcript,NAT)通常指自然情况下生物体内生成的内源RNA,它们可以与其他RNA部分或完全互补。NAT在生物中非常普遍,并且可以产生多种具有调节作用的小RNA,如天然反义转录干扰小RNA、天然反义微RNA、长的干扰短RNA、扫描RNA和与Piwi相互作用的RNA等。这些小RNA或许是NAT调节基因表达的重要物质分子之一。本文就NAT来源的小RNA及其功能作一概述。

天然反义转录物生物学功能及其意义

天然反义转录物(natural antisense transcripts,NATs)是在自然情况下生物体内产生的内源性RNA,它们与其对应的互补RNA通过碱基配对,形成自然正义—反义转录物配对的双链RNA,对器官形成、细胞分化和疾病发生等各种生理和病理过程都有重要的调控作用。该文综述了近年来NATs的研究进展,从正反馈调节和负反馈调节两个方面介绍了NATs对正义转录物的影响,从RNA编辑、RNA干扰、RNA封闭、转录干扰、DNA甲基化和组蛋白修饰等方面详细阐述了NATs的作用机制,并介绍了NATs与疾病的关系。NATs是一种丰富的生物分子资源,可用于表观遗传学,未来有潜在的诊断和治疗价值。

小鼠胚胎干细胞中天然反义转录物的表达及功能研究

非编码RNA(ncRNA),如小分子RNA和基因间长链非编码RNA在调控多能性方面发挥着重要的作用.然而,天然反义转录物(NAT)在胚胎干细胞中的作用并不清楚.本研究首先通过数字基因表达谱发现在小鼠胚胎干细胞中存在广泛的NAT表达,随后证实了Oct4,Nanog和Sox2这3个关键的多能性基因存在NAT的表达.并且,过表达Sox2的NAT可以在蛋白水平上降低Sox2的表达,同时在转录水平上对Sox2有轻微的上调作用.总之,本研究数据表明,NAT和其他的ncRNA一样,参与了多能性的维持.

阿托伐他汀对HepG_2细胞中脂代谢相关基因表达的影响

目的:探讨阿托伐他汀对HepG_2细胞中载脂蛋白A1 (apoA1)天然反义转录(apoA1-NAT)的作用及对脂代谢相关基因表达的影响。方法:采用不同浓度阿托伐他汀(0、1、10和100nmol·L^(-1))干预HepG_2细胞,0nmol·L^(-1)阿托伐他汀组为对照组,在不同时间点(6、12、24和48h)提取各组HepG_2细胞总RNA,采用Real-time PCR法检测HepG_2细胞中apoA1-NAT和脂代谢相关基因mRNA表达水平。结果:1和10nmol·L^(-1)阿托伐他汀组HepG_2细胞形态正常。与6h时比较,12、24和48h时10nmol·L^(-1)阿托伐他汀组HepG_2细胞中apoA1-NAT表达水平明显降低(P<0.01),且呈明显的时间依赖性。在相同条件下,48h时HepG_2细胞中apoA1mRNA表达水平较6h时明显升高(P<0.01)。与对照组比较,100nmol·L^(-1)阿托代他汀组HepG_2细胞中低密度脂蛋白受体(LDLR)、10nmol·L^(-1)阿托代他汀组HepG_2细胞中清道夫受体B1(SRB1)及1和10nmol·L^(-1)阿托伐他汀组HepG_2细胞中ATP结合盒式转运体A1 (ABCA1)表达水平均有不同程度升高(P<0.01)。结论:阿托伐他汀通过抑制HepG_2细胞中apoA1-NAT表达,促进脂代谢相关基因表达,进而促进胆固醇逆转运过程。

内源小RNAs在植物胁迫反应中的作用

世界范围内,农作物的产量都容易受到各种生物和非生物因素的影响,对植物逆境适应性反应机制的深入研究有助于我们采取新的措施,以提高作物的逆境适应性。以前通常认为植物适应逆境胁迫的机制主要涉及相关基因在转录水平的调节,然而,近来发现部分内源小RNAs(siRNAs),如miRNAs、nat-siRNAs和lsiRNAs不仅可以调节植物的生长发育,而且在植物逆境反应中具有重要作用。文章就这些内源小RNAs在氧、矿质元素、干旱、低温、脱落酸、机械、重金属、生物及其他环境因素胁迫中的作用机制做一概述。

植物小RNAs的研究进展

小RNAs(长度小于40nt)是nc-RNAs重要的一部分,现在植物中已发现了多种小RNAs,如小干扰RNAs(siRNAs)、微小RNAs(miRNAs)、反式作用的小干扰RNAs、天然反义转录小干扰RNAs、异染色质小干扰RNAs、长小片段小干扰RNAs、天然反义转录的微小RNAs及其一些未命名的小RNAs。成熟的小RNAs聚集相关的蛋白质因子,可以抑制转录,导致转录水平的基因沉默(TGS);或介导目标mRNA的剪切,抑制翻译,导致转录后水平基因沉默(PTGS)。

蓝塘猪和长白猪骨骼肌差异表达cis-NATs基因鉴定

【目的】通过分析蓝塘猪和长白猪生长发育过程中品种间骨骼肌组织差异表达基因及顺式天然反义转录本(cis-natural antisense transcripts,cis-NATs),并以此为基础进行整合分析,探索cis-NATs调控猪骨骼肌生长发育的分子机理。【方法】使用差异表达分析鉴定蓝塘猪和长白猪胚胎期35 d至出生后180 d共10个时间点品种间差异表达基因及cis-NATs(|log2FC|≥1且FDR<0.01);然后通过功能富集分析注释出差异表达基因及cis-NATs对应的正义基因主要参与的GO生物学过程(P<0.01)及KEGG通路(P<0.05);再根据与cis-NATs相关表达的基因数目筛选出cis-NATs主要参与的GO生物学过程和KEGG通路,并根据通路间的相同基因数目对所有KEGG通路进行整合;最后基于通路内cis-NATs及其正义基因在品种间的差异表达倍数进行通路可视化分析。【结果】在蓝塘和长白猪骨骼肌发育的10个时间点共鉴定出5 350个品种间差异表达基因和738个差异表达cis-NATs;GO分析结果显示品种间骨骼肌组织差异表达cis-NATs主要与肌肉发育及能量代谢等GO生物学过程中的基因相关表达;KEGG通路整合分析发现能量代谢通路之间关联性最强;其中线粒体三羧酸循环通路中基因及其相关表达的cis-NATs在仔猪出生后早期表达量较高;通路可视化分析发现在肌纤维生长的两个关键时间点即胚胎期49 d和77 d,蓝塘猪能量代谢相关通路中基因及其相关表达的cis-NATs显著高表达于长白猪,而出生后品种间表达模式的变化则主要集中在出生后2—90 d的出生后早期阶段。【结论】在蓝塘猪和长白猪骨骼肌发育的10个时间点,共鉴定出738个品种间差异表达的cis-NATs,功能注释结果表明这些cis-NATs主要通过与能量代谢通路中的基因相关表达从而参与影响蓝塘猪和长白猪品种间骨骼肌纤维发育差异。

PHO1反义转录本的功能研究

磷是植物生长发育必需的大量元素之一.而PHO1是磷从地下部往地上部运输的重要因子.与拟南芥不同,水稻PHO1存在天然顺式反义转录本.为了阐明PHO1反义转录本是否在植物响应磷胁迫中起调控作用,克隆了PHO1-2的反义转录本,分析了该反义转录本对缺磷的响应,并获得了该反义转录本增强表达的转基因苗.磷含量测定结果表明,转基因苗叶片中磷含量比野生型显著降低,但根中磷含量比野生型要高.这和PHO1功能缺失材料的表型一致.定量RT-PCR结果表明,在反义转录本增强表达的材料中PHO1的表达显著降低.结果表明,PHO1反义转录本可能通过调控PHO1的表达来调控体内磷的平衡.

反义长链非编码RNA与基因表达调控

反义长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类与其它转录物序列互补的内源性lncRNA。它们通过转录抑制、染色质重塑、核内RNA-RNA相互作用和胞浆RNA-RNA相互作用等机制,在转录及转录后水平调控靶基因的表达。反义lncRNA参与了X染色体失活、基因组印记及一些疾病的发生和发展过程,有希望成为疾病治疗的新靶点。

Expression and function of natural antisense transcripts in mouse embryonic stem cells

Non-coding RNAs(nc RNAs),such as micro RNAs and large intergenic non-coding RNAs,have been shown to play essential roles in regulating pluripotency.Yet,it is not clear the role of natural antisense transcripts(NATs),also belonging to nc RNAs,in embryonic stem cells.However,the role of NATs in embryonic stem cells remains unknown.We further confirmed the expression of the NATs of three key pluripotency genes,Oct4,Nanog and Sox2.Moreover,overexpression of Sox2-NAT reduces the expression of Sox2 protein,and slightly enhances the Sox2 m RNA level.Altogether,our data indicated that like other nc RNAs,NATs might be involved in pluripotency maintenance.