与肿瘤2011周鸣课件

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1、miRNA与肿瘤中南大学肿瘤研究所主讲：周鸣2011年10月RNA一度被认为仅仅是DNA和蛋白质之间的“过渡”，但RNA扮演的角色远比我们早前想象的更为重要。在生物细胞内，RNA含量丰富，除了mRNA、tRNA和rRNA外，还存在其它的非编码小RNA，构成了细胞内高度复杂的RNA调控网络。小RNA主要包括三种类型：短链干扰RNA(shortinterferingRNAs，siRNA)微小RNA(microRNA,miRNA)PIWI蛋白-作用RNA（piRNA）引言一、概述1993年Lee等在秀丽新小杆线虫内首次发现miRNA编码基因lin-4;靶基因lin-14。2000年由Rein

2、hart等在线虫中发现第二种具有转录后调节作用的miRNA编码基因Let-7；通过转录后调节lin-47和lin-51的表达而控制线虫向成虫的转变。miRNA研究历程microRNA3333332010:37582009:25452008:17592007:10732006:7042005:4182004:2212003:1102002:372001:52001200220032004200520062007200820092010Pubmed收录论文篇数(1)microRNA(miRNA)简写成miR，再根据其被克隆的先后顺序加上阿拉伯数字，如miR-21；(2)高度同源的miRNA在数

3、字后加上英文小写字母(a、b、c)，如miR-199a和miR-199b；(3)由不同染色体上的DNA序列转录加工而成的具有相同成熟体序列的miRNA，则在后面加上阿拉伯数字以区分,如miR-199a-1和miR-199a-2；miRNA命名规则(4)如果一个前体的2个臂分别加工产生miRNA，则根据克隆实验，在表达水平较低的miRNA后面加“*”，如miR-199a和miR-199a*，或进行如下命名，miR-142-5p和miR-142-3p；(5)将物种缩写置于miRNA之前，如hsa-miR-195；mmu-miR-195(6)确定命名规则之前发现的miRNA，如let-7，则保

4、留原来名字。miRNA-miRNAduplex二、microRNA生物合成和生物学特性（一）miRNA是一类蛋白非编码基因成熟miRNA是由18～24个核苷酸组成的非编码单链RNA，是一类在动植物中新发现的基因表达调控因子。大多数miRNA是由基因编码而来，即存在自身的编码序列，又有一套独立的基因调控元件进行转录。少数miRNA位于蛋白编码基因的内含子中，与其共转录，然后再被剪切出来。miRNA在生物体内的多样化调控途径中扮演着重要角色，包括控制发育进程、细胞分化、凋亡、分裂以及器官的发育。基因是指携带有遗传信息的DNA序列，是控制性状的基本遗传单位。初级转录产物的转录(primarymi

5、RNA,pri-miRNA)microRNA前体的合成(precusormiRNA,pre-miRNA)microRNA前体的转运microRNA的成熟miRNA对靶基因的转录后调控（二）miRNA的生物合成miRNA和蛋白质编码基因一样,由gDNA转录而来。从gDNA到成熟miRNA经历一个十分复杂的转录、剪切、转运和成熟过程，包括：1.成熟miRNA的合成过程2.miRNA的合成的影响因素(1)基因组稳定性和表观修饰miRNA基因组存在杂合性缺失、基因扩增、突变、脆性位点等基因组不稳定性特征和DNA甲基化、组蛋白乙酰化等表观修饰特征。(2)反式作用因子的表达和活性水平miRNA的转录调

6、控类似于经典蛋白编码基因，转录因子的表达水平、修饰状态和活性水平均可能影响pri-miRNA的合成。(3)Drosha和Dicer的表达和活性Drosha酶介导从pri-miRNA到pre-miRNA的剪切过程；Dicer是介导pre-miRNA到成熟miRNA的剪切过程。其结构、表达和活性均可能影响miRNA成熟体的合成。(4)miRNA合成和成熟过程中的转运调节pre-miRNA在Ran-GTP依赖的核/质转运蛋白Exportin5的作用下，从核内运输到胞质中，经Dicer进一步剪切成成熟的miRNA。1.microRNA序列的结构特点(1)miRNA的前体通常形成分子内茎环结构，含有

7、大量的U/G碱基对。成熟miRNA的5’端有一磷酸基团，3’端为羟基，这一特点使它与大多数寡核苷酸及功能RNA的降解片段区别开来。(插曲miR-923)(三)microRNA的生物学特性及功能（2）miRNA基因以单拷贝、多拷贝或基因簇等多种形式存在于基因组中,绝大部分落于基因间隔区(inter-genicregion,IGR)，也有少数包含在已知基因的内含子中。（3）大多数miRNA只从其前体双链的一侧加工而来，而成熟