基因表达调控之研究专题

lncRNA 研究技术

   2015-06-04
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lncRNA与miRNA只含有二十多个核苷酸不同, lncRNA较长,承载的信息量多,更容易形成高级结构,因此,lncRNA的功能具有多样化和特异性强的特点。对其功能的探索也采取了多种方式。

lncRNA与表型

类似于miRNA,探讨lncRNA功能可用 gain/loss of function 策略。过表达或沉默lncRNA后观察表型。在构建lncRNA表达质粒时,需关注lncRNA是否在蛋白编码基因的启动子区域或3’-UTR区域,勿遗漏重要区段; 也可用siRNA等方法沉默lncRNA,经qRT-PCR或FISH等验证后观察其对疾病相关基因表达和对细胞表型等的影响。实际上,对基因表达或细胞表型的观察也不是任意或无目标的。基于该lncRNA的GO分析等生物信息学手段有助于缩小观察范围。

近年来出现一种非编码RNA沉默与定位分析(Combined knockdown and localization analysis of noncoding RNAs, c-KLAN)技术,用于对lncRNA进行功能缺失研究和细胞定位。该技术针对目的lncRNA设计引物,将其逆转录成cDNA, PCR扩增cDNA, 此后,一方面对扩增产物进行体外转录, 生成dsRNA,用核糖核酸内切酶Ⅲ酶切dsRNA来制备esiRNA (endoribonuclease-prepared siRNA),用于对lncRNA进行功能缺失研究;另一方面用荧光标记的UTP对扩增产物进行体外转录,以制备正义或反义的FISH探针,用于对lncRNA进行定位分析。

lncRNA与蛋白质、DNA和RNA相互作用

lncRNA可与蛋白质、DNA和RNA相互作用,实现多样化功能。因此,可通过与其互作的分子探讨其功能与作用机制。通过互作的蛋白质研究lncRNA的方法如RIP(RNA-immunoprecipatation)技术,包括化学交联RIP、nRIP(native RIP)和CLIP(UV-crosslinked immunoprecipatation)。它是通过特异的抗体结合核蛋白复合物捕获与lncRNA的。它可与新一代测序技术结合。RIP-Seq和CLIP-Seq(又称HITS-CLIP)可用于lncRNA筛选和功能研究。通过lncRNA与DNA相互作用的检测方法有ChIRP(Chromatin isolation by RNA purification)、CHART(capture hybridization of RNA target)和ChRIP(chromatin RNA immunoprecipatation)等。由于lncRNA可通过形成二级或三级结构行使功能, 可采用RNase footprinting,Chemical Mapping,in-line Probing和SHAPE(selective 2’-hydroxyl acylation analyzed by primer extension)等技术研究其功能域。

lncRNA全长克隆

可以通过5'RACE获取lncRNA 5'全长,3'RACE获取lncRNA 3'全长,最终拿到完整的lncRNA序列。

lncRNA机制研究

RNA-RIP技术

RNA-RIP技术(RNA Binding Protein Immunoprecipitation)是一种高通量检测细胞内RNA与蛋白结合情况的技术,运用针对目标蛋白的抗体把相应的RNA-蛋白复合物沉淀下来,然后经过分离纯化就可以对结合在复合物上的RNA进行分析。RIP技术下游结合microarray技术被称为RIP-Chip,帮助我们更高通量地了解癌症以及其它疾病整体水平的RNA变化。

CHIRP-Seq

CHIRP-Seq( Chromatin Isolation by RNA Purification )是一种检测与RNA绑定的DNA和蛋白的高通量测序方法。方法是通过设计生物素或链霉亲和素探针,把目标RNA拉下来以后,与其共同作用的DNA染色体片段就会附在到磁珠上,最后把染色体片段做高通量测序,这样会得到该RNA能够结合到在基因组的哪些区域;如果结合物是蛋白质,可以通过将蛋白质打断成短肽再通过质谱进行鉴定,从而或者与RNA结合的蛋白质。RNA Pull down技术与此类似。

lncRNA表达检测

1、LncRNA定量PCR

2、LncRNA原位杂交

3、5’-RACE, 3’-RACE实验(lncRNA全长扩增实验)

lncRNA功能实验

1、lncRNA干扰实验

2、lncRNA过表达实验(需要先通过5’-RACE实验找到lncRNA转录起始位点)

3、lncRNA细胞功能实验(细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期、细胞迁移)


编辑: weicf    来源:丁香园

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