MicroRNA研究概况以及MicroRNA芯片技术简述MicroRNA的研究.docx

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1、MicroRNA研究概况以及MicroRNA芯片技术简述一、MicroRNA的研究概况1.MicroRNAMicroRNA（miRNA,miR）是由约21-25个核苷酸组成的分子，microRNA通过抑制mRNA的翻译或者促进其降解而起到负性调控的作用。最初miRNA的功能在植物学、癌症、病毒性感染和发育生物学中得到了验证。但最近的研究发现，患有心脏疾病的小鼠对照正常状态miRNAs失调，并且在肥大的心脏中也检测到了数种miRNA的上调或者下调，同时体外实验也证实了它们对心肌细胞形态的影响。2.MicroR

2、NA的研究进展miRNA现象的最早报道是在佃80年的Genetics和Cell上。佃93年在线虫中发现的lin-4是第一个被确定的miRNA[31]，它的基因产物是21个核苷酸的RNA分子并且部分序列互补于lin-14mRNA的3'UTR区域。这些互补序列使lin-4间断地与lin-14mRNA结合。奇怪的是，lin-4没有明显地改变lin-14mRNA的量，但是Lin-14蛋白表达却明显降低。2000年又在线虫中发现了与lin-4相似的miRNA――let-7，它们参与线虫发育的时空调节。miRNA基因首

3、先被RNA聚合酶H转录为较长的初始转录本，该转录本含有数千个核苷酸，称其为pri-miRNA。在pri-miRNA内，miRNA位于由大约70个核苷酸构成的环柄结构内。在动物体内，该环柄结构在细胞核内被RNA酶川Drosha和其辅助蛋白Pasha/DGCR8识别和切割，形成pre-miRNA。之后，pre-miRNA迅速被核质/细胞质转运蛋白Exportin5转运至细胞质，被位于细胞质内的RNA酶川Dicer进一步切割。产生一个类似于siRNA的miRNA：miRNA*复合体，随后，该双链体解旋为成熟的mi

4、RNA和miRNA*，成熟的miRNA在一种ATP-依赖的沉默复合体（RISC）中，形成非对称的RISC复合物。而miRNA*则可能类似于siRNA被Argonaute蛋白处理掉。成熟miRNA通过与特定靶基因mRNA的3'UTR完全或不完全的碱基互补方式引导RISC与目的mRNA结合，从而降解靶mRNA或抑制靶mRNA的翻译（见图1），其中以抑制翻译为主。另外最近发现miRNA与靶mRNA结合后，可使靶mRNA被外切酶降解。miRhjAww-CytaplswiNucleusPtBHTiiRN^串Ejpwl

5、inJ.(OQnnc(rnRW-fnHJMA-)Tian^hboiralrepressionnhRNAdsiMsgatOttht图1miRNA的形成和功能模式图miRNA是一类进化上保守、在生命中起着重要调控作用的分子。多种miRNA在同一个细胞中的表达使得细胞处在一种内在的miRNA环境中，这个环境控制着成千上万的编码基因的mRNA水平，使得各种蛋白的表达处在一个适合的水平。miRNA的发现丰富了人们对蛋白质合成控制的认识，补充了在RNA水平对靶mRNA分子进行更迅速和有效的调节，miRNA的发现也是对中

6、心法则中RNA次要的中介角色的重要补充。miRNA在基因组中的数量（预计在人类基因中含量＞1%，参与至少10%基因的表达调控）和表达水平（一些miRNAs在每个细胞中的拷贝数＞1000），说明miRNA是一种含量丰富的RNA种类。而且每个miRNA具有调节数百个mRNA的潜能；因此在各类小分子RNA中，miRNA具有最广泛的基因调节功能，它能对基因活动的各个层面进行调节。miRNA的靶基因一般为动植物中发育基因，表明miRNA在控制生物发育方面有不容忽视的作用。miRNA可参与生命过程中的一系列重要进程，包

7、括早期胚胎发育、细胞增殖、细胞凋亡、细胞死亡、脂肪代谢等方面。随着近年来研究的不断深入，人们开始认识到小RNA分子在真核基因表达调控中有着广泛的作用。目前研究发现miRNA发挥功能的领域有：①生物个体发育；@组织分化；③病毒感染；④参与癌基因作用。随着对miRNA研究的不断增加，已经有大量的miRNA为科研工作者们发现。近年来,更是随着生物信息学的不断进步，通过预测发现了更多的miRNA，但是这些预测的结果还必须要通过实验的验证才能为事实所接受。目前miRNA的研究领域主要包括miRNA表达谱和miRNA功

8、能分析。由于miRNA在众多程序的调控，诸如生物发育、细胞增殖、凋亡以及与肿瘤发生相关等领域发挥作用，miRNA的鉴定和定性研究成为迅速发展的一大研究领域。最典型的鉴定miRNAs的方法是检测miRNA的表达谱，如果发现某一种miRNA在某种特定组织或细胞中特异性表达的话，此miRNA将被假定在此特定组织或细胞中发挥某种调控作用。同样，如果某一种miRNA在生物特殊发育阶段表达的话，则它有可能是调控发育进程一个主