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RNA研究的最新前沿

已有 684 次阅读 2023-11-27 10:15 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

RNA研究的最新前沿 

我们对RNA的多功能性和重要性的理解已经急剧扩大,因为它的作用最初被描述为与核糖体和蛋白质合成相关的核酸。长期以来,人们一直认为RNA是细胞遗传信息仓库(DNA)和主要成分(蛋白质)之间的中介,而在细胞内和细胞间发现的许多类型的RNA,它们的功能角色和作用机制,为生物学提供了新的见解。虽然这种知识的增长令人印象深刻,但我们对RNA非凡能力的理解和欣赏仍在不断发展。这种增长为我们在许多学术和商业学科中开辟了新的基础和应用问题的景观。 

基因组注释

最近发表了一份关于长链非编码RNA (lncRNA)作用的共识声明,其中包含了所有编码和非编码RNA的建议分类系统。这种分类系统很简单,只是基于RNA的长度。实际上,RNA分为三大类RNA。每一类都以其RNA成员和每一类成员的分子起源为特征。提供了有关编码每个成员的基因数量、它们的近似核苷酸长度以及(如果已知)至少一种代表性功能和/或其分子关联的信息。第一类由长RNAs (>200 nucletides [nt])IRNA)长度组成。lRNAs4 个成员从熟知的信使RNA (mRNAs)、核糖体RNA(rRNAs)、伪基因到lncRNA 目前,较短的RNA类别(<200 nt)还存在13个成员,从转运RNAs (tRNAs)到功能性sRNA。还有第三类的srdRNAs,这是由12个成员组成,每个都是经过加工的sRNA片段。总的来说,每个类包含多个成员,每个成员都是由更长的前体加工而成的产品。基于sRNAsrdRNA类别成员的持续增长,由于其低表达水平和仅在特定细胞类型中表达,RNA目录可能不完整。 

1 人类长、短和短RNA衍生RNA类别的成员资格和特征

                               image.png                

 RNA结合伙伴和RNA功能

在膜封闭的区室之外,RNA存在于细胞间和细胞内区域,受到与它们特异性或非特异性相互作用的辅因子(蛋白质、碳水化合物、脂质)的保护。RNA结合蛋白(RBP)是这些辅助因子中研究得最多的。RBP的重要性被这个基因家族的大小所强调。根据用于鉴定RBP基因的证据,估计在19393个人类蛋白质编码基因中,RBP家族的大小从大约1550(7.9%)4000(21%)不等。由于RNA是由高度结构化和/或内在无序的区域组成的,RBP基因的多样性与这些结构特性是一致的。由于mRNAlncRNA可能同时具有这两种结构特征,并且由于与RNA的结合可能涉及多个RBP,因此在确定每个RNARBP完整目录方面存在很大的不确定性。此外,与每种RNA相互作用的RBP的身份及其在RNA上的结合位置仍然是研究的活跃领域。 

几十年来,编码RNAncRNA作为数百种临床疾病的生物标志物,在提供诊断和预后信息方面都很有用。已经评估或正在评估这两种类型的RNA作为标记物的22,712项临床研究强调了这一点(ClinicalTrials.gov数据库)。其中许多研究都检查了受疾病状态影响的尸检器官和组织。如果RNA生物标志物的表达或加工产物的产生具有组织特异性,如许多ncRNA的情况,这些标记可能就没有用了。因此,一个持续的挑战是确定这些RNA生物标志物是否可以在可获得的样本中检测到,或者是否可以在活的受影响个体的基因组序列或表观基因组中表示。 

由于RNA合成、生产和新型递送能力的提高,最近出现的FDA批准的基于RNA的治疗方法得以实现。RNA批准的治疗方法包括许多种类的RNA,如mRNAsiRNAmiRNAtRNA和适配体,使用脂质、聚合物、二氧化硅、金和碳纳米颗粒作为递送和稳定方式。RNA作为一种治疗方法的持续成功部分取决于确保RNA的稳定性。除了使用上面提到的载体形式,在RNA治疗的合成中使用各种碱基修饰也正在研究中。最后,随着最近基于mRNA的疫苗的成功,基于RNA和寡核苷酸的药物的曲折历史可以被遗忘。在很大程度上,这些形式的RNA疗法的不一致性源于脱靶效应的挑战。设计避免这些问题的方法仍然是许多临床努力的重点。 

RNA领域的研究人员做出了许多基础性和重要的科学和医学贡献。《Current frontiers in RNA research》观点评述[1]中提到的挑战代表了标志着机遇前景的前沿。这些和许多其他RNA研究领域突出了RNA研究前沿的重点。《Frontiers in RNA Research》将致力于传播值得注意的发现,解决RNA领域面临的突出挑战,并为科学界提供资源。 

参考文献

[1] Gingeras TR (2023) Current frontiers in RNA research. Front. RNA Res. 1:1152146. doi: 10.3389/frnar.2023.1152146 

以往推荐如下:

1. 分子生物标志物数据库MarkerDB

2. 细胞标志物数据库CellMarker 2.0

3. 细胞发育轨迹数据库CellTracer

4. 人类细胞互作数据库:CITEdb

5. EMT标记物数据库:EMTome

6. EMT基因数据库:dbEMT

7. EMT基因调控数据库:EMTRegulome

8. RNA与疾病关系数据库:RNADisease v4.0

9. RNA修饰关联的读出、擦除、写入蛋白靶标数据库:RM2Target

10. 非编码RNA与免疫关系数据库:RNA2Immune

11. 值得关注的宝藏数据库:CNCB-NGDC

12. 免疫信号通路关联的调控子数据库:ImmReg

13. 利用药物转录组图谱探索中药药理活性成分平台:ITCM

14. AgeAnno:人类衰老单细胞注释知识库

15. 细菌必需非编码RNA资源:DBEncRNA

16. 细胞标志物数据库:singleCellBase

17. 实验验证型人类miRNA-mRNA互作数据库综述

18. 肿瘤免疫治疗基因表达资源:TIGER

19. 基因组、药物基因组和免疫基因组水平基因集癌症分析平台:GSCA

20. 首个全面的耐药性信息景观:DRESIS

21. 生物信息资源平台:bio.tools

22. 研究资源识别门户:RRID

23. 包含细胞上下文信息的细胞互作数据库:CCIDB

24. HMDD 4.0miRNA-疾病实验验证关系数据库

25. LncRNADisease v3.0lncRNA-疾病关系数据库更新版

 

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