研究三:环状RNA分子功能机制 在确定Cia-cGAS具有明显细胞表型之后,作者围绕其分子机制展开了详细的探索。为了找到Cia-cGAS影响下游的靶基因,作者在敲除Cia-cGAS后进行转录组分析,发现差异表达的基因与IFN-α下游靶基因是一致的。且当Cia-cGAS敲除后I型IFN mRNAs 表达量也明显增高。结果,作者证实cia-cGAS通过调控I型IFN通路影响LT-HSC静息状态。接下来,作者针对Cia-cGAS在该通路中的作用机理进行了详细解析。作者直接采用RNA Pull Down技术手段找到与Cia-cGAS相互作用的功能蛋白。基于这一技术手段,作者发现Cia-cGAS与cGAS蛋白具有明显相互作用。cGAS RIP实验反向证实二者之间具有真实的相互作用。免疫荧光及FISH实验证实Cia-cGAS及cGAS细胞内共定位表达。基于EMSA等技术手段,作者找到了二者相互作用位点。后续作者补充大量生理生化实验,结果揭示LT-HSC中Cia-cGAS结合并抑制cGAS的活性,结果通过拮抗cGAS催化产物I型IFN来维持HSCs静息状态。circRNA 早于20世纪70年代在RNA病毒中被发现。江苏ac4c环状RNA pull down
人、大鼠、小鼠来源的环状研究已经取得了一定进展,农学背景的云序客户也在自己擅长的生物标本中进行了环状RNA研究,证明了环状在多个物种当中都起到了重要的生物学作用。河南农业大学研究团队出环状分子可以调控小麦在环境压力下对光合作用、卟啉、叶绿素代谢、氧化磷酸化以及氨基酸的生物合成等方面起到应答性的调控作用,天津医科大研究团队在快速心房起搏(rapid atrial pacing,RAP)犬模型的心房组织中探寻circRNA-miRNA网络,预测环状分子在离子通道活性和细胞骨架结构成分中起重要作用。莠去津(Atrazine, AZ)是一种环境内分泌干扰物,可以影响两栖动物发育过程。山东职业卫生研究中心研究团队通过比较AZ诱导发育异常组织和正常非洲爪蟾组织中环状分子的异常表达,推测环状分子可以参与wnt信号通路与孕酮介导的卵母细胞成熟信号通路。类似的,其他云序客户发表文章中还关注到了斑马鱼、鸡等其他物种当中环状RNA的重要生物学作用。湖北环状dna环状RNA可直接与蛋白质结合。
2.环状RNA定量PCR及RNaseR耐受实验,验证环状RNA的表达和结构为了验证测序结果的准确性,研究人员随机选取了8条差异表达的环状RNA,利用“divergentprimers”进行环状RNA定量PCR检测和RNaseR耐受性实验。所有环状RNA的表达都能够被定量PCR实验检测到,并且定量PCR结果与测序结果趋势一致,表明环状RNA测序结果准确性非常高。所有环状RNA都能抵抗RNaseR的消化,进一步证实了这些RNA的环形结构。云序生物作为国内早期提供环状RNA测序的测序公司,自行建立的环状RNA数据库circDB,借物种覆盖广、数据量大、疾病背景多的特点为客户提供好的服务。
研究思路:作者首先分离了采用除草剂处理的雄性非洲爪蟾的睾丸组织,提取RNA,通过全转录组测序检测样本中环状RNA的表达变化。结果发现405个差异表达的环状RNA,其中44条上调和361条下调,这暗示着这些环状RNA可能在AZ污染过程中发挥作用。接下来通过环状RNA定量PCR检测和RNaseR耐受性实验验证了环状RNA的表达量和结构。随后通过生信分析如GO及KEGG分析对差异表达的环状RNA进行了功能预测。GO分析表明这些RNA分子主要参与19条信号通路,其中Wnt信号通路和黄体酮介导的卵母细胞成熟通路可能是AZ污染涉及的信号通路。CircRNA-miRNA互作网络图揭示了环状RNA作用靶miRNA及可能的功能。本文研究了非洲爪蟾的环状RNA表达谱,为后续分子机理详细研究提供诸多靶分子。环状 RNA 呈封闭环状结构,在生物体中稳定存在。
3.2RNApull-down+MS/WB/qPCR/RNA-Seq设计目标RNA生物探针把相应的结合蛋白质与RNA复合物沉淀下来,蛋白质谱检测或WB检测与RNA结合的蛋白。设计目标RNA生物探针把相应的结合蛋白质与RNA复合物沉淀下来,qPCR检测或RNA-seq检测与RNA结合的RNA。3.3双荧光素酶报告实验双荧光素酶报告实验检测两个基因之间的互作。3.4病毒液以及siRNA设计提供circRNA过表达以及干扰慢病毒,腺病毒以及设计siRNA。四、CircRNA修饰研究4.1m6A/m5C/ac4C/m7G/m1A等修饰针对环状RNA各类修饰进行高通量筛选。4.2MeRIP-circRNA-PCR验证对高通量测序的结果,通过qPCR进行进一步验证。目前发现的circRNA主要来源于基因外显子。RIP环状DNA测序
环状 RNA 可以起到 microRNA 海绵的作用。江苏ac4c环状RNA pull down
环状RNA是什么?环状RNA(circRNAs)是一类不具有5’末端帽子和3’末端poly(A)尾巴、并以共价键形成环形结构的非编码RNA分子。目前发现的circRNAs主要来源于基因外显子exon,但还有其他类型,比如来源于内含子intron,基因间intergenic,反义链antisense,重叠区senseoverlapping。首先需要确定好研究物种,疾病模型,样品类型等基本信息。接下来,通过高通量手段即RNA-seq(云序提供全转录组-seq或circRNA-seq)或文献报道,筛选差异表达的circRNA。如果想短平快的发表3-5分的文章,那么表达谱分析显得再合适不过了。如果有大量的临床样本,那么做分子标志物也是很easy的,思路和表达谱分析相似如下图展示,不过多了临床样本的统计和验证。(比如KM曲线,ROC曲线,PAM分析等等)江苏ac4c环状RNA pull down
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