环状RNA研究
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环状RNA测序

环状RNA(circular RNA,circRNA)是最新发现的一类新型非编码RNA分子,其在真核细胞中的大量存在颠覆了传统的线性RNA观点,成为近两年来RNA领域中迅速升起的一颗新星。环状RNA的表达具有组织和疾病特异性,与组织发育、疾病的发生发展密切相关。此外,环状RNA不易降解,能在血浆、唾液等体液中稳定存在,可以作为新型疾病分子标志物。当前,科研人员对这一功能性分子仍知之甚少,可见对其展开全面深入的研究势在必行,一场科研的竞赛已悄然开始!

云序生物提供的环状RNA测序服务,采用Cloudseq CircRNA Enrichment Kit,高效去除样本中的线性mRNA和rRNA,保留纯化后的环状RNA,因此测序获得的环状RNA有效数据量是其他测序服务供应商远远无法企及的,帮助客户以最低的成本检测到更多的环状RNA。此外,Cloudseq CircRNA Enrichment Kit覆盖几乎所有已知物种,对环状RNA的研究将不再局限于人、小鼠、大鼠等常见物种。


适用于任何物种

可以检测几乎任何动植物的环状RNA

适用于降解样品

可以检测部分降解的样品的环状RNA

有效数据量高

通过商业化kit富集环状RNA,极大地提高了有效数据比例

性价比高

能够以较低的成本检测更多的环状RNA

一站式服务

客户只需提供细胞、组织、体液或总RNA,云序生物为您完成从样品准备、文库制备、上机测序到数据分析的整套服务流程

专业化的生物信息学分析

云序生物具有强大的生物信息学团队,能够满足客户的各类深入数据分析要求


案例1:鉴定新circRNA

Gao, Y., J. Wang, et al. "CIRI: an efficient and unbiased algorithm for de novo circular RNA identification." Genome Biol 16(1): 4.

本文通过circRNA测序和严谨的生物信息学分析,在15种人类细胞系中鉴定出了近10万种circRNA,其中绝大部分是新发现的。这些circRNA的表达呈现出很强的细胞特异性,并在不同类型的癌症中表现出极大的表达差异。此外,相对于线性RNA,circRNA更加稳定。这些现象都表明:circRNA具有作为新型肿瘤标志物的潜力。

图1   不同类型circRNA在不同细胞系中所占的比例

案例2:CircRNA功能:miRNA海绵

Memczak, S., M. Jens, et al. "Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency." Nature 495(7441): 333-8.

本文通过circRNA测序在人和线虫中发现了大量circRNA,其中环状RNA CDR1as在人和小鼠中是保守的;此外,通过生物信息学分析。在CDR1as序列上找到了大量miR-7结合位点,进一步的功能实验表明:CDR1as通过作为miRNA海绵吸附miR-7,在斑马鱼脑发育中发挥重要的调控作用。

图2   左图. 在人类白细胞和线虫中检测到的circRNA的数目和类别;右图. CDR1as在不同物种中具有保守的miR-7结合位点

案例3:CircRNA功能:转录调控

Jeck, W. R., J. A. Sorrentino, et al. "Circular RNAs are abundant, conserved, and associated with ALU repeats." RNA 19(2): 141-57.

除了作为miRNA海绵,circRNA还可以通过调控相应线性RNA的转录发挥功能。本文发现:在HIPK3基因产生的转录本中,环状RNA的丰度远高于相应的线性RNA。环状RNA可以被视为HIPK3基因的一种可变剪切形式,环状RNA的大量生成会减少相应线性RNA的形成,从而影响HIPK3蛋白的表达。

图3   环状RNA的形成会影响HIPK3基因线性RNA的转录

案例4:CircRNA功能:结合调控蛋白

Memczak, S., M. Jens, et al. "Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency." Nature 495(7441): 333-8.

已有证据表明:CircRNA还可以通过结合蛋白分子,影响蛋白的定位和功能来发挥调控作用。CircRNA可以作为支架分子与多种蛋白结合;还可以通过序列互补与靶RNA/DNA结合,进而招募蛋白分子形成多分子复合物。

图4   CDR1as可以与AGO蛋白结合

1、环状RNA的识别与注释

通过环状RNA高通量测序,采用严谨的生物信息分析学流程识别鉴定环状RNA,并根据他们在基因组上位置和数据库中来源进行注释。云序生物整合了来自文献、数据库的多个物种的circRNAs,构成目前世界上最全的circRNA数据库circDB,对环状RNA的来源进行了注释,并展示了环状RNA与疾病的关系,以节省耗时的文献查找和阅读。

2、差异环状RNA的筛选

按照预设的筛选标准(Fold Change≥2, P值≤ 0.05)筛选出差异表达的环状RNA。

注:Fold Change代表差异倍数,P值代表差异显著性,筛选中采用的倍数变化会根据具体数据情况进行调整


3、差异环状RNA的聚类

4、差异circRNA的来源基因的GO和信号通路分析

对差异circRNA的来源基因进行功能和信号通路富集分析,以便推断circRNA的功能。



5、circRNA-miRNA相互作用网络

通过circRNA-miRNA相互作用网络分析,可以帮助解析作为miRNA海绵发挥作用的环状RNA的功能以及作用机制。

6、环状RNA的可视化

图形化展示了环状RNA在基因组中的分布,以及与之相应的线性RNA的位置关系。





样品类型:

组织、细胞、体液或总RNA样品。其它类型样品请详询。

样品量:

a) 细胞 2×107

b) 组织100 mg

c) 体液:全血、血清、血浆 2-3 mL

         脑脊液 5ml

         尿液  50ml

d) 总RNA 2μg OD260/280≥1.8;OD260/230≥1.5,无明显降解,电泳检测样品特征性条带完整清晰,无明显弥散或拖尾 

样品运输及保存:

样品运输:样品置于1.5mL管中,封口膜封好,干冰运输

样品保存:细胞样品或新鲜组织块可用TRIZOL或RNA保护剂处理,液氮冻存后-80℃保存;血液样品应使用EDTA抗凝,不可用肝素;RNA样品可溶于乙醇或RNA-free的超纯水中,-80℃保存,避免反复冻融。



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