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热烈祝贺云序客户发表全世界首篇斑马鱼环状RNA研究成果

发布于:2017-03-15 13:31:22 点击量:1000

导读:环状RNA是一种特殊的非编码RNA分子,是继miRNA和长链非编码RNA之后 ,近两年来最热门的明星分子。随着测序技术与生物信息学分析手段的高速发展,研究者们对这种明星分子有了空前的认识。 环状RNA以其独特的反式剪接方式形成,广泛存在于多种生物体内,并在癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等多种人类重大疾病发挥重要的调控作用。


利用高通量测序手段,研究者们在拟南芥、小鼠、果蝇和人体内都发现了环状RNA的高度表达,证明了环状RNA在不同物种中广泛存在。然而,由于环状RNA的研究刚刚起步,绝大多数物种中的环状RNA还没有被研究,环状RNA数据库circBase中已收录的物种仅有7个。作为一种重要的模式生物,斑马鱼的环状RNA尚未见报道。本文通过云序生物提供的环状RNA测序和生物信息学服务于全世界首次进行了斑马鱼环状RNA表达谱的构建,为后续研究鱼类环状RNA的生物学功能奠定基础。

研究思路和技术路线


1. 环状RNA巨细无遗:环状RNA测序

为了全面检测斑马鱼体内所有环状RNA的表达情况,研究人员采用环状RNA测序技术,对雌雄斑马鱼的混合样品进行环状RNA测序,并利用三种算法对测序数据进行分析,共发现3868条环状RNA。对环状RNA的基因组来源进行分析,发现环状RNA可分为5类,其中正义重叠(sense overlapping)区产生的环状RNA占大多数。

图注:环状RNA检测数量及基因组特征


2. 检测金标准:环状RNA PCR

实时定量PCR技术基于其高度的准确性和灵敏度,常被用来作为检测基因表达的金标准。为了验证测序结果的准确性,研究人员从不同的组织样品中随机挑选了25条环状RNA,利用“divergent primers”进行PCR检测,其中21条RNA均在PCR实验中确定表达。此外,为了更进一步鉴定出环状RNA的表达,研究人员利用Sanger测序法对环状RNA的特有的反式剪接位点进行测序,以此证实了环状RNA的存在。

图注:环状RNA的反式剪接位点的鉴定


3. 深入的数据挖掘:环状RNA同源性及靶miRNA分析

2013年两篇Nature文章揭示环状RNA具有miRNA海绵的功能,它可以吸附miRNA来调节基因的表达。此后,环状RNA的ceRNA功能机制正被人们广泛研究。因此,研究人员对斑马鱼体内高表达的176中环状RNA进行靶miRNA的结合预测。大多数环状RNA仅有一到两个miRNA结合位点,且一些环状RNA与同一miRNA的结合位点是相同的,暗示着环状RNA彼此之间的竞争性与miRNA结合。其中,dre-miR-2193能够与29种环状RNA结合。以上结果表明斑马鱼体内环状RNA可能存在的miRNA的海绵功能。

图注:dre-miR-2193结合的circRNA网络图及斑马鱼环状RNA保守性分析


一般认为,环状RNA具有高度保守性。根据已发表的数据库,研究人员对人,鼠,矛尾鱼和斑马鱼的环状RNA进行保守性分析,发现约30%的环状RNA在四个物种间高度保守。


结语:作为一种广泛存在于各类真核生物中的新型非编码RNA,环状RNA逐渐成为了当下最热门的明星分子。由于环状RNA的研究刚刚起步,已经进行过环状RNA研究的物种数量还非常有限。因此,对新物种中环状RNA表达谱进行系统性研究就成为了发表SCI文章的一条捷径。 云序生物客户发表的这项成果是全世界第一篇对斑马鱼环状RNA进行系统性研究的文章,也为广大研究人员提供了一个非常好的模板,即:如何通过环状RNA高通量测序和生物信息学分析,在不进行功能和分子机制研究的情况下,短平快的发表一篇影响因子不错的文章,非常具有借鉴意义。



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