小开放阅读框编码微肽的研究进展

已有的研究表明,生命体中存在着大量的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),先前被错误注释为ncRNA的分子序列中实际上包含小的开放阅读框(short open reading frame,sORF),部分sORF可转录并翻译成进化保守的微肽(micropeptide),这些sORF由于序列较短和研究技术手段的限制而被忽略。迄今为止,已在生命体中发现一些sORF编码的功能各异的微肽,它们对生命活动的调控起着重要作用。本文对近年来发现的功能性微肽进行综述,介绍了本课题组发现新型微肽MIAC(micropeptide inhibiting actin cytoskeleton)的过程,同时总结了研究潜在微肽的相关技术,以期为研究人员利用相关技术发现新微肽提供借鉴和参考。

猪繁殖与呼吸衰竭综合征病毒编码新结构蛋白的选择开放阅读框5（ORF5）在所有的动脉炎病毒属存在

猪繁殖与呼吸衰竭综合征病毒（PRRSV）属动脉炎病毒属，为1980年代末期欧洲和北美报道的猪繁殖与呼吸衰竭综合征的病原，目前该病已经成为世界范围内最重要的猪病。

长链非编码RNA编码小肽的生物医学意义及研究策略

长链非编码RNA(lncRNA)通常认为不具有蛋白质编码能力,广泛参与细胞增殖、信号转导等生命过程。但近年来研究表明,部分lncRNA的短开放阅读框(sORF)可编码具有生物活性的短于100个氨基酸的小肽,在钙离子稳态、胚胎发育等生命活动及恶性肿瘤的发生发展中发挥作用,是潜在的药物靶点和癌症生物标志物。目前大多采用生物信息学工具预测可编码的sORF、核糖体图谱筛选潜在编码的lncRNA、体外翻译初步检测lncRNA的编码能力、质谱鉴定潜在翻译的小肽、特异性抗体及表位标签验证小肽的内源性表达等。本文介绍了近年来鉴定的lncRNA编码小肽的生理功能、病理作用以及预测lncRNA编码潜力的研究策略。

人类珠蛋白相关基因上游开放阅读框的变异分析

β-地中海贫血症是一种珠蛋白生成障碍的常染色体隐性遗传病。而γ珠蛋白基因的开放表达和胎儿血红蛋白的合成,是缓解β地中海贫血病人临床表型的一个重要因素。本研究针对202个血红蛋白相关调控基因或mi RNA,对1802个β-地中海贫血症患者进行了目标区域捕获测序。通过生物信息学的分析,检测出了所有捕获区域内的突变。进一步对位于5′端非编码区(5′untranslated region,5′UTR)的突变进行系统扫描,共计寻找到41个影响u ORF(upstream open reading frame,u ORF)有或无的功能性突变。从中选取了CHTOP基因(chr1:153606541 C>T)和TGFB1基因(chr19:41859418 G>A)的两个突变,通过定点诱变和双荧光素酶报告实验,在体外证实这两个突变均可显著地改变下游基因的表达。该研究结果为β-地中海贫血症临床表型的精确诊断提供了潜在的筛查靶点。

长链非编码RNA及其编码的微蛋白在乳腺癌中的功能及其研究进展

[背景]乳腺癌发生发展过程相关药物靶点的发现及其分子机制研究一直是乳腺癌防治领域的前沿问题.近年来,长链非编码RNA(lncRNA)作为表观遗传调控的关键参与者受到广泛关注.部分lncRNA存在开放阅读框(ORF)并可编码功能性蛋白.越来越多研究表明,lncRNA及其编码的微蛋白在细胞分裂、钙及线粒体代谢等生物学过程中发挥重要作用,且在多种疾病尤其是肿瘤的发生发展过程中发挥关键调控作用,可参与多种癌症信号通路并调控肿瘤进程,调控肿瘤的生长增殖、侵袭转移与耐药,并与患者的预后相关,暗示其可能应用于癌症的诊断与治疗中.[进展]本文系统综述了lncRNA及其编码的微蛋白在乳腺癌中的功能和分子机制.作为lncRNA分子,lncRNA可以在转录或转录后水平调控基因表达、mRNA稳定性、蛋白翻译和蛋白稳定性,从而调控乳腺癌细胞增殖、分化、侵袭和转移及免疫应答等恶性进程.lncRNA的表达特征和存在形式也赋予其作为临床诊断标志物与治疗靶点的可能性.作为编码微蛋白的载体,lncRNA可以进一步翻译产生长度小于100个氨基酸的微蛋白,并在细胞的正常生理活动及癌症的发生发展中发挥关键调控作用.在乳腺癌中也发现lncRNA来源的微蛋白可以参与乳腺癌细胞的生长、转移和侵袭及耐药等恶性病变进程,并可能应用于癌症的诊断与治疗中.[展望]lncRNA及其编码的微蛋白被证明具有作为新治疗靶点和抗肿瘤药物的巨大潜力.然而,验证lncRNA的编码潜力是后续微蛋白功能研究的前提.如何从真核生物基因组数以万计的ORF中准确识别可编码的ORF,区分其与真正的转录或翻译“噪声”面临挑战;同时,这些微蛋白的具体结构、定位、表达水平仍待进一步研究,其作为新药靶点或肿瘤标志物的临床实用性也需更深入的探索和评估.

长链非编码RNA编码肽的研究进展

长链非编码RNA编码产物能够调控细胞核功能、细胞器代谢及Ca2+泵活性,并在心血管疾病、炎症性疾病、癌症和细胞分化中发挥不同的生物学功能。本文对如何预测和验证长链非编码RNA的编码能力、肽产物在不同疾病中的作用及作用机制等进行分析及阐述。

HEV Ⅳ型ORF2编码蛋白N-端合成肽的抗原性检测

目的 检测戊型肝炎病毒 (HEV)Ⅳ型开放阅读框架 2 (ORF2 )编码蛋白N 端表位的抗原性 ,寻找良好的抗原肽 ,以便用于HEV抗体测。方法 根据HEVORF2编码蛋白N 端中含有的抗原表位 ,从HEV中国株蛋白的氨基酸序列中选取 2 5～ 38位序列氨基酸 ,用固相化学合成法合成抗原肽 ,并用ELISA检测抗原性。结果 HEVⅣORF2编码蛋白N 端氨基酸顺序为2 5～ 38的抗原肽与急性期戊型肝炎病人血清有较高的反应性 ,与Genelab诊断试剂盒的符合率达 93.8%。结论 为提高HEV抗体的检出率 ,在包被抗原中应含有HEVⅣ型ORF2编码蛋白N

线粒体衍生肽MOTS-c在代谢及衰老相关疾病中的研究进展

线粒体衍生肽是由线粒体DNA编码的一系列肽,具有与线粒体相似的功能。线粒体开放阅读框12S rRNA-c(MOST-c)是线粒体12S rRNA短开放阅读框编码的一种由16个氨基酸组成的多肽,与线粒体DNA基因组同源,其在压力应激等的作用下在细胞核内发挥细胞功能甚至类似激素作用。MOTS-c与线粒体共定位,在骨骼肌、睾丸、心脏等器官组织中表达,啮齿类动物和人类血浆中均可检测到。MOTS-c通过抑制细胞内叶酸循环和嘌呤核苷酸生物从头合成,激活AMP活化的蛋白激酶,发挥调节代谢、抗衰老、抗炎、镇痛等作用,有望成为代谢及衰老相关疾病新的治疗靶点。

原核生物基因组肽编码sORFs分布及功能特征

近期,从非编码RNA中发现具有肽编码能力的小开放阅读框(sORFs),激发了人们对这种长期被忽略的基因组元件的研究兴趣,sORFs迅速成为当前重点研究领域.由于表达水平及丰度低、序列短等因素,对肽编码sORFs的有效研究方法及数据资源还很缺乏,现有研究仅集中在少数真核模式生物,对自然界中广泛存在的原核生物研究非常少,肽编码sORFs的发现为目前精准背景下的基因组注释提出严峻挑战.在此背景下,本文首先系统研究了80余种不同类型原核生物中长度小于100个氨基酸的肽编码sORFs分布及功能特征,并对不同长度区间sORFs的序列组成、分布及进化特征进行了对比分析.结果表明,肽编码sORFs在原核生物基因组普遍存在,随着序列长度的降低,其序列复杂度降低,行使的生物功能也相对集中.在此基础上,进一步结合当前肽编码sORFs研究现状,深入总结了肽编码sORFs研究存在的问题及挑战,为今后肽编码sORFs研究奠定了坚实理论基础.

短肽编码基因的研究进展

人类和其他生物的基因组中存在小开放阅读框(small open reading frame,s ORF),但过去对于这些s ORFs是否具有编码能力还无从得知.随着蛋白质组学和高通量翻译起始位点分析方法的发展,现已鉴定了上百种s ORFs,其中一部分被证实具有翻译能力,可产生长度在100个氨基酸残基的短肽(short peptides,SEPs).近年来的研究表明短肽在发育、分化等生物学过程中具有重要功能.本文系统阐述SEPs的翻译过程、鉴定方法和功能.

LncRNA编码小肽的功能及研究现状

长非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNA)是一类长度大于200 nt的RNA,在表观遗传的调控中发挥重要作用。由于缺乏编码性开放阅读框(open reading frame,ORF)、序列保守性低及缺乏已知的蛋白质结构域,lncRNA被认为不能编码蛋白质。随着质谱、RNA测序和核糖体分析等先进技术的快速发展和应用,短开放阅读框(short open reading frames,sORFs)被证实具有编码蛋白质的潜力。LncRNA具有sORFs并且能够与核糖体结合。另外,lncRNA类似于mRNA也是由RNA聚合酶II转录而来,因此lncRNA极有可能进行翻译。目前,一些在线工具和实验技术联合运用,成功检测到lncRNA编码的小肽。由于当前实验技术仍存在不足,例如小分子量的肽很难被检测到、小肽的抗体合成困难等,只有较少一部分lncRNA编码小肽被鉴定出来。LncRNA编码的小肽在生物体内发挥重要作用,例如参与胚胎发育、肌细胞发生及肿瘤发生发展等过程。其中,在肿瘤中异常表达的lncRNA编码小肽,有望成为肿瘤治疗的小分子药物、药物靶标和生物标志物,表现出诱人的应用前景。本文对常用的预测和验证lncRNA编码小肽的在线工具和实验技术进行了简单介绍,总结了lncRNA编码小肽的功能并探讨了其在肿瘤中的应用前景,同时也分析了目前研究lncRNA编码小肽所面临的挑战,为更好地理解和研究lncRNA编码小肽提供参考。

基于表示学习和深度森林的长链非编码RNA编码短肽预测模型

长链非编码RNA(lncRNA)中的小开放阅读框(sORFs)能够编码长度不超过100个氨基酸的短肽。针对短肽预测研究中lncRNA中的sORFs特征不鲜明且高可信度数据尚不充分的问题,提出一种基于表示学习的深度森林(DF)模型。首先,使用常规lncRNA特征提取方法对sORFs进行编码;其次,通过自编码器(AE)进行表示学习来获得输入数据的高效表示;最后,训练DF模型实现对lncRNA编码短肽的预测。实验结果表明,该模型在拟南芥数据集上能够达到92.08%的准确率,高于传统机器学习模型、深度学习模型以及组合模型,且具有较好的稳定性;此外,在大豆与玉米数据集上进行的模型测试中,该模型的准确率分别能达到78.16%和74.92%,验证了所提模型良好的泛化能力。

结合多尺度卷积胶囊网络的植物lncRNA编码小肽预测

长非编码RNA(lncRNA)是一类不编码蛋白、长度大于200 nt的非编码RNA。然而,最近研究表明,部分lncRNA中含有不超过300 nt的短开放阅读框(sORFs),具备编码小肽的能力。这一发现使得sORFs编码小肽(SEPs)这一崭新的研究领域引起人们的重视。目前,对SEPs的研究大多采用生物实验和传统机器学习方法。由于生物实验方法造价高、耗时长、传统机器学习涉及过多人工干预,提出一种结合多尺度卷积胶囊网络的深度学习模型,既能够充分提取序列特征,又通过胶囊间的连接进行特征聚类。采用五折交叉验证评估模型性能,在苔藓数据集上与单一深度学习模型和简单融合深度学习模型相比,取得较好的分类效果。另外,采用拟南芥、大豆两个物种的数据集进行独立测试,验证了模型具有良好的泛化能力。

sORFs及其编码的微肽的发现和鉴定方法研究进展

小开放阅读框(small open reading frames,sORFs)是指含有不多于100个密码子的开放阅读框。由sORFs编码的肽被称作微肽(micropeptide)或小开放阅读框编码的肽(sORFs-encoded peptide,SEP)。随着生物信息学、计算机科学以及高通量测序技术的发展,已在多个物种的多种转录产物中发现大量的小开放阅读框(sORFs),一些由sORFs编码的微肽/SEPs也被鉴定出来。这些微肽/SEPs的发现说明生物体内蛋白质编码基因组的注释是不完整的,ORFs的任意大小限制和作为翻译唯一起始密码子的甲硫氨酸的绝对要求限制了具有非经典蛋白质编码潜力的重要转录本的鉴定。目前发现的几种微肽在基本生理活动和保持细胞代谢稳态方面都发挥着重要作用。本文综述了发掘sORFs编码的微肽的技术和研究微肽生物功能的方法的最新进展,并详述这些技术的优缺点。

密码子偏好角度对比研究不同物种肽编码sORFs异同特征

具有蛋白质编码能力的小开放阅读框(sORFs)是一类长度小于100个氨基酸的重要基因组元件,在许多生物过程中发挥着重要作用.然而,由于其序列长度短、表达水平低和缺乏有效的研究方法,多年来在基因组中对sORFs编码肽的研究一直被忽视.近年来,随着核糖体谱、蛋白质组等测序技术的发展,越来越多的研究发现肽编码的转录因子在真核生物和原核生物中发挥着重要的生物学功能,从而引起了人们对转录因子的广泛关注,并逐渐成为生命科学的一个重要研究领域.在此背景下,从密码子偏好性的角度比较了人、小鼠、拟南芥和原核生物中肽编码的sORFs的序列特征.结果表明,不同物种肽编码sORFs具有一定的共性。其中,小鼠、人和原核生物的sORFs密码子偏好性较弱,大多数sORFs密码子的CAI值较低,表明这4个物种的sORFs密码子表达水平较低.进一步的分析表明,不同物种来源sORFs具有一定程度的结构无序特征.

血浆低分子量蛋白与多肽的研究进展

血浆是临床上使用频率最高的体液样本,具有采样无创、使用便捷以及内含物丰富等特点,是挖掘疾病相关潜在生物标志物的重要来源。血浆中低分子量蛋白与多肽(low molecular weight proteins and peptides,LMWPs)包括细胞因子、生长因子、多肽类激素和蛋白质降解产物等,其以分子质量较小、序列可表征、来源广泛等优势,得到了研究人员的青睐。近年来,随着高分辨率、高灵敏度质谱仪与计算科学的不断发展,新技术新方法的融入,LMWPs相关研究也有了新的发展。本文结合当前本领域的研究热点,介绍了血浆LMWPs的分类,包括完整小蛋白、蛋白质降解物、神经肽、免疫多肽、载体蛋白结合的LMWPs和小开放阅读框编码的多肽,同时总结了血浆LMWPs在富集方法、研究策略、功能研究以及疾病相关生物标志物方面的研究进展,并对血浆LMWPs面临的挑战和未来的研究方向进行了讨论。

非编码RNA编码多肽在原发性肝细胞癌中的研究进展

肝细胞癌(HCC)是最常见的恶性肿瘤之一,其进展迅速,预后不良。越来越多的研究表明大量非编码RNA(ncRNA)的分子序列上存在小的开放阅读框(sORFs),这些sORFs可编码保守的多肽,而这些保守多肽在调控HCC的发生、发展中起着重要作用。现介绍ncRNA编码多肽的发现、预测与验证方法,并对其在HCC中的研究进展进行综述,以期为HCC的早期诊断、靶向治疗以及预后评估等方面提供新的靶点和思路。

长链非编码RNA与白血病的研究进展

白血病是骨髓造血干细胞异常增殖、分化障碍、凋亡受阻为特征的恶性克隆性疾病,是造血系统常见的恶性肿瘤。反复化疗、严重出血、多重复杂感染,患者在承受巨大痛苦的同时承担着极大的经济压力,目前急性白血病的总生存率仍低。长链非编码RNA（long non-coding RNA,LncRNA）是一类长度为200nt^100kb,缺乏显著开放阅读框（OFR）的非编码RNA。

一个编码玉米转译起始因子新基因的克隆

一个编码玉米转译起始因子新基因的克隆胡建广袁自强赵相山钱晓茵程宁辉杨金水（复旦大学遗传学研究所，上海２００４３３）杂交玉米在生长势、抗逆性与产量性状等方面表现明显的超亲优势，这涉及到杂种一代的亲本基因表达方式发生改变。我们以玉米杂种一代增强表达的基因...

墨西哥利什曼原虫环形DNA1含有编码核苷酸结合蛋白基因(英文)

目的 对扩增的墨西哥利什曼原虫环形 DNA1(CD1)部分片段进行测序 ,确定具有蛋白编码功能的开放阅读框。 方法 通过脉冲电泳方法分离并使用琼脂糖酶方法回收 CD1,酶切的 CD1片段克隆于 p Zero载体 ,用 M13通用引物自动测序决定核苷酸序列 ,用 GCG- PCGENE程序分析序列。 结果 测出 4385个核苷酸序列 ,通过分析发现两个开放阅读框具有蛋白质编码功能 (编码核苷酸结合蛋白 )。 结论 墨西哥利什曼原虫