2014年第2期Genomics, Proteomics & Bioinformatics(GPB)为Ribogenomics专刊,由本刊主编于军博士亲自担任Guest editor。RNA是遗传信息传递过程中的桥梁,可以说生命来源于RNA,对RNA世界的深入研究,将帮助我们更好地理解生物基因组的复杂性和生命进程中的相互作用关系,造福人类。本期大部分为邀请来稿,共发表文章6篇,包括1篇短评、2篇综述、2篇研究性文章和1篇应用说明。
RNA在生物发生分子机制中起重要作用,是生物学研究的重要领域,Ribogenomics就是研究各种RNAs(mRNA; tRNA; rRNA; miRNA; sRNA等)生物学特性的学科,包括研究它们的起源、发生、结构和功能。在本刊主编于军博士的指导下,我所吴佳研博士等对近年来的Ribogenomics研究发表了简短评论,依据信息和操作两条线索描述了RNA在不同层次上的研究情况,十分全面,对初学者和感兴趣人员了解本领域提供了很好的帮助,对本领域研究者进一步研究也起到了很好的指导作用。
植物中的sRNAs是非编码RNAs的重要组成部分,在植物发育、环境应答等多种基本的生物学过程中起调节作用,主要包含miRNAs和siRNAs(ta-siRNAs、ra-siRNAs和nat-siRNAs等),许多sRNAs在基因组中呈现聚集分布。王秀杰博士(中科院遗传发育所)等主要就sRNAs聚集分布的特点和功能进行了综述,不仅提供了植物sRNA簇的分析全图,同时还阐明了其在识别新的功能型sRNAs中的作用,为植物sRNAs研究提供了有力参考。
RNA-蛋白质间的相互作用影响着许多生物学进程,鉴定RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)的结合位点是此类研究的根本和重点,目前有两种主要的化学交联方法(UV和酶)可用于RNA-RBPs相互作用的全基因组图谱研究。伊成器博士(北大)等就这两种方法的技术本身及其应用情况进行了比较,可帮助读者更好地了解这两种方法,并希望在此基础上开阔广大研究者的思路,开创研究RNA-RBPs相互作用的新方法。
骨髓性白血病的发生被认为与miRNA有关,人们已经对人类急性髓性白血病(acute myeloid leukemia, AML)和慢性髓性白血病(chronic myeloid leukemia, CML)的几株细胞系的miRNA组学进行了深入研究,发现了一些显著的相关性。在我所胡松年、方向东博士的指导下,熊倩、杨亚东等对人类白血病的子类型及发生发展等情况展开了进一步的研究,通过对功能的验证,认为某些miRNA可能是指导该类疾病临床诊断、预测和治疗的有效指标。
自闭症谱系障碍(Autism spectrum disorder, ASD)被认为是由于儿童时期神经系统发育失调导致的障碍,是一种多基因疾病。研究表明,miRNAs在神经系统发生、脑发育和分化过程中起重要的调节作用,可通过与存在于目标mRNAs非翻译区(3’untranslated region, 3’UTR)的miRNA识别元件(miRNA recognition elements, MREs)结合来抑制翻译过程,3’UTR的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)对MREs的影响也已有所研究。Arasambattu Kannan Munirajan博士(印度马德拉斯大学)等认为可能是由于SNPs的产生扰乱了miRNA介导的基因调控,从而导致了ASD的发生。他们结合现有数据库信息,通过计算学方法验证了该假设,为将来进一步的功能研究提供了颇有价值的理论依据。
真核生物mRNA选择性剪接(alternative splicing, AS)的改变可影响基因功能的表达或导致疾病的产生。随着技术的进步,高通量RNA测序技术目前是AS转录组分析的有力工具,而RT-PCR仍然是外显子拼接水平进行定量分析的黄金标准方法。本刊编委Yi Xing博士(加州大学洛杉矶分校)等在结合这两种方法的基础上开发了一种新的软件——PrimerSeq,以用于系统性进行引物设计并提供RNA序列数据及转录注释等的可视化展示。该程序能在本地计算机上独立运行,通过弥补高通量RNA测序技术和RT-PCR方法进行AS验证这两种方法间的空白,很好地帮助研究者们提高工作效率,可从http://primerseq.sourceforge.net/免费使用。
以上文章全文可在GPB主页或ScienceDirect数据库中浏览下载,欢迎大家阅读、引用。
另外,GPB将在今年10月出版“Translational Omics”的专刊,由本刊副主编方向东博士和本刊编委Andreas Keller博士共同担任Guest editors,欢迎大家积极投稿,详情请查看本期的Call for paper。
附:本期目录
Essay
Ribogenomics: the Science and Knowledge of RNA
Review
Endogenous Small RNA Clusters in Plants
Genome-wide Mapping of Cellular Protein?RNA Interactions Enabled by Chemical Crosslinking
Original Research
Characterization of miRNomes in Acute and Chronic Myeloid Leukemia Cell Lines
Mining the 3’UTR of Autism-implicated Genes for SNPs Perturbing MicroRNA Regulation
Application Note
PrimerSeq: Design and Visualization of RT-PCR Primers for Alternative Splicing Using RNA-seq Data