RNA是生物體內(nèi)total RNA的一個(gè)總稱，它包含mRNA、rRNA、tRNA、ncRNA、siRNA、miRNA等，不同的RNA在生物體中具不同的功能。我們最常說的RNA一般指的是mRNA，mRNA作為經(jīng)典中心法則中重要一環(huán)，其含量的變化會(huì)導(dǎo)致不同的表型或者疾病。但是mRNA調(diào)控受到多方面的調(diào)控，不僅是由DNA發(fā)生改變引起，更有可能由一些表觀遺傳調(diào)控影響。

1942年，Conrad Waddington 最早提出 “表觀遺傳學(xué) ”這一概念，表觀遺傳通常被定義為DNA的序列不發(fā)生變化但是基因表達(dá)卻發(fā)生了可遺傳的改變，也就是說基因型未變化而表型卻發(fā)生了改變，這種變化是細(xì)胞內(nèi)除了遺傳信息以外的其他可遺傳物質(zhì)的改變，并且這種改變?cè)诎l(fā)育和細(xì)胞增殖的過程中能穩(wěn)定的傳遞下去。

非編碼RNA作為表觀遺傳學(xué)研究的四大對(duì)象之一（其余對(duì)象是DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑），其組內(nèi)成員個(gè)個(gè)都能頂半邊天，比如lncRNA，作為一員大將，一直是非編碼RNA中研究的對(duì)象，而miRNA近年來其分子海綿參與ceRNA調(diào)控的功能也是大熱，當(dāng)然還有一些piRNA、snoRNA、tRNA等，個(gè)個(gè)都成為了不同科學(xué)家們的心頭好。鑒于篇幅，我們今天主要來介紹長鏈非編碼RNA（LncRNA）的一些表觀調(diào)控功能。
 

首先，lncRNA的功能具有方向性，根據(jù)其功能，也由不同的分類：

i. 正義LncRNA，與編碼基因的一個(gè)或多個(gè)外顯子重疊；

ii. 反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，與相反鏈上的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物部分或完全互補(bǔ)；

iii. 內(nèi)含子LncRNA，由基因的內(nèi)含子產(chǎn)生；

iv. 雙向轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，與蛋白質(zhì)編碼基因共享相同的啟動(dòng)子，但轉(zhuǎn)錄方向相反；

v. 基因間LncRNAs（LincRNA），由位于蛋白質(zhì)編碼基因之間的序列獨(dú)立轉(zhuǎn)錄；

vi. 增強(qiáng)子RNA（eRNA），由蛋白質(zhì)編碼基因的增強(qiáng)子區(qū)域產(chǎn)生

(Ps：當(dāng)然，lncRNA還可能編碼小肽，成為功能肽段參與疾病調(diào)控，以后我們可以單獨(dú)來敘述lncRNA小肽，有興趣的朋友可以多關(guān)注我們哦)

在介紹lncRNA的表觀調(diào)控前，我們來上照片，簡單總結(jié)下lncRNA參與的調(diào)控：
 

圖：1）lncRNA與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，調(diào)控靶基因（轉(zhuǎn)錄前）；2）lncRNA與miRNA效應(yīng)復(fù)合物結(jié)合，導(dǎo)致其失去調(diào)節(jié)功能（關(guān)聯(lián)分析切入點(diǎn)）；3）lncRNA與調(diào)控蛋白結(jié)合（轉(zhuǎn)錄后）；4）lncRNA能招募DNA靶標(biāo)染色質(zhì)修飾復(fù)合物（轉(zhuǎn)錄前）；5、6、7）lncRNA參與靶mRNA調(diào)節(jié)與加工-翻譯抑制、剪切拼接、降解過程（轉(zhuǎn)錄中、轉(zhuǎn)錄后），圖片來源-From Wenqian Hu, et al., EMBO reports. 2012

LncRNA參與表觀調(diào)控，可能是招募一些染色質(zhì)重構(gòu)復(fù)合體來介導(dǎo)基因沉默，尤其是一些與組蛋白修飾相關(guān)的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的調(diào)控，如研究較為多的lncRNA HOTAIR能調(diào)控常見的H3K27的甲基化轉(zhuǎn)移酶PRC2和EZH2，引起組蛋白H3K27發(fā)生甲基化，而H3K27me3的甲基化讓染色質(zhì)形成異染色質(zhì)狀態(tài)，染色質(zhì)開放性的變化引起基因表達(dá)沉默【2】；LncRNA還能與一些DNA甲基化和去甲基化酶結(jié)合使得基因的啟動(dòng)子區(qū)發(fā)生甲基化的變化從而影響基因表達(dá)，如Dnmt1是常見的de novo甲基化酶，lncRNA Kcnq1能與Dnmt1互作使得基因啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生高甲基化從而影響基因表達(dá)沉默【3】；lncRNA還能調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控活性從而影響基因表達(dá)，如RNA聚合酶II參與基因的轉(zhuǎn)錄，雖然lncRNA也是由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，但是轉(zhuǎn)錄后的lncRNA可能與RNA聚合酶II結(jié)合來影響RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄活性【4】；lncRNA還可能建立RNA-DNA雙鏈或者三鏈體后與調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合以影響臨近基因表達(dá)，如ANRASSF1形成RNA / DNA雜交鏈并將PRC2招募到RASSF1A啟動(dòng)子中，從而影響其基因表達(dá)【5】；lncRNA還可能與RNA結(jié)合蛋白（RBP）結(jié)合，從而影響基因的表達(dá)，如lncRNA HBBP1通過結(jié)合RNA結(jié)合蛋白HNRNPA1上調(diào)TAL1【6】，當(dāng)然，除了介紹的這些調(diào)控外，lncRNA與miRNA結(jié)合介導(dǎo)的各種表觀調(diào)控也是研究的熱點(diǎn)。

不同的RNA有不同的結(jié)構(gòu)，比如mRNA在5’端有帽子結(jié)構(gòu)，3‘端有polyA尾，而tRNA有三葉草的莖環(huán)結(jié)構(gòu)，miRNA的5’端常常會(huì)磷酸化，3‘端有羥基，不同的RNA結(jié)構(gòu)，使得其產(chǎn)生不同的功能。同時(shí)，不同的RNA結(jié)構(gòu)，也會(huì)有不同的捕獲及建庫方式。

lncRNA的建庫通常是通過去rRNA的方式進(jìn)行建庫，為啥呢，這要從RNA的特性說起，常規(guī)的建庫有mRNA建庫、miRNA建庫、lncRNA建庫、circRNA建庫、tRNA建庫等，mRNA有polyA尾，能通過oligo-dT磁珠進(jìn)行mRNA捕獲（當(dāng)然，這中間會(huì)涉及到一些非mRNA，因?yàn)橹灰衟loyA尾，就能被捕獲，所以有時(shí)候mRNA建庫，也能獲得一些lncRNA信息），miRNA的5’端有磷酸化，3’端有-OH，這種特性就能夠連接測序接頭進(jìn)行測序，而tRNA有發(fā)夾結(jié)構(gòu)，需要特殊的方法才能捕獲，而rRNA有探針能夠捕獲，總的來說，要研究lncRNA確實(shí)是太不容易了，還好，大家發(fā)現(xiàn)了直接進(jìn)行核糖體去除就能研究lncRNA，同時(shí)還能獲得其他的RNA如mRNA以及部分circRNA的信息，何樂而不為呢。
 

最后，給大家展示一張常見lncRNA參與的表觀調(diào)控來結(jié)尾吧。

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