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microRNA研究服务

来源/作者:genelibs   发表时间:2016-06-02 18:09:03  
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数据分析
目前,针对miRNA测序及芯片的数据分析内容,主要包括样品间miRNA表达差异分析、miRNA表达聚类分析、外显子/内含子注释等。

高级分析包括miRNA靶基因预测、miRNA碱基编辑分析、miRNA调控网络构建等内容。研究者可根据自己的研究目的,自由定制分析内容,最高效率利用数据。

miRNA与基因相互作用,将其组织成一个整体便是调控网络(Regulatory Network)。随着miRNA调控基因表达的研究的逐步深入,将帮助我们理解高等真核生物的基因组的复杂性和复杂的基因表达调控网络。

miRNA调控网络研究,离不开生物信息学和系统生物学。运用生物信息学的方法和技术通过数据采集、分析、建模、模拟和推断等手段研究复杂的miRNA调控网络关系,揭示有关的作用机理。


构建原理:1、分别分析若干个miRNAs下游调控的靶基因;2、多个miRNA的靶基因之间相互作用的关系分析;3、对miRNA上游调控调控因子进行分析,例如TF等;4、将上述数据进行整合,构建miRNA调控网络。

再通过蛋白互作网络元素权重分析,可从中预测重要的靶基因,为下一步功能验证奠定基础。

机制探索
 

初步筛选与生物信息分析完成后,需要对所预测的靶基因进行验证,同时探索miRNA出现差异的原因,这一部分研究主要包括功能获得(gain of function)和功能缺失(loss of function)研究。

对于靶基因验证过程,主要借助qPCR及靶基因3’UTR荧光素酶载体,验证miRNA在靶基因3’UTR区域上的特异种子序列。在功能获得研究中,主要利用miRNA mimic/agomir,在细胞中特异性上调miRNA,进而改变靶基因丰度及其所在通路。

结合其他技术来检测细胞表型及内部变化,以确认miRNA过表达对细胞的影响;而在进行功能缺失研究时,则主要利用miRNA inhibitor/antagomir,下调miRNA表达量或竞争性结合靶miRNA,再考察细胞变化。

对于miRNA表达出现差异的机制研究,思路同mRNA差异分析类似。

主要是从基因组蛋白表观修饰状态、DNA甲基化状态及重要转录因子结合模式等方面考察,所用到的实验手段包括ChIP-Seq、BS、荧光素酶重组子验证等。

完成miRNA功能及调控机制的研究后,可基本确认miRNA从哪里来,到哪里去,接下来需要结合研究目的,进行其他方向的功能研究,如miRNA对细胞凋亡、miRNA对癌细胞转移的影响等内容。

最后,需要利用活体实验验证体外功能,一般选择小动物活体成像平台,利用专门设计的miRNA agomir/antagomir,靶向改变动物体内特定的miRNA表达量,观察动物体内变化,如肿瘤大小、癌细胞转移情况等。

对于有条件的研究者,也需要在进行功能研究时辅以临床数据验证,可更有说服力地证明miRNA是否能够在未来成为一个新药开发的特殊靶点。

 2013年,美国、德国3位科学家凭借他们所发现的细胞囊泡运输的调节机制,荣获2013年诺贝尔生理学或医学奖。外泌体(exosomes)作为人体内一类重要囊泡,也开始受到越来越多的关注。

某些癌细胞会通过外泌体将一些特异miRNA输送到其他区域,影响正常细胞,随着研究深入,人们日益认识到,外泌体所包含的miRNA可能会成为诊断和治疗某些疾病的特殊标志物,所以,对外泌体miRNA成为新热点。我们将在后续专题详细讨论外泌体研究方案。

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