1. 如何揭開長非編碼RNA的神秘面紗
生物通報道：長非編碼RNA（lncRNA）長達兩百個核苷酸以上的轉錄本，但並不編碼任何蛋白質。盡管如此，長非編碼RNA在不同組織和發育階段的表達依然具有特異性，說明lncRNA的調控具有重要的生物學意義。細胞中絕大多數lncRNA（也稱lincRNA）位於細胞核，它們對應的DNA區域有的與蛋白編碼基因重疊，有的位於基因間或者內含子中。
為何細胞不惜耗費能量對這些非編碼RNA的表達和定位進行嚴格調控呢？這些RNA分子究竟有何功能？RNA測序技術的發展使人們得以初窺這一神秘的分子，現在lncRNA的許多相關信息都可以在新資料庫中查到，例如Broad研究所、哈佛大學和麻省理工共同開發的Human Body Map lincRNAs catalog。不過現在人們了解到的lncRNA只是冰山一角，還有大量lncRNA的功能有待科學家們去探尋。
lncRNA研究工具
現在lncRNA研究面臨的一個主要挑戰是，研究工具還在不斷開發和改進中，其中包括設計帶有不同lncRNA檢測探針的晶元。安捷倫公司的SurePrint G3 Gene Expression v2 microarray就是其中之一，該晶元的探針設計不僅參照主要公共資料庫中的mRNA，還參照了Broad研究所開發的lincRNA和TUCP（transcripts of uncertain coding potential）資料庫，可以同時檢測編碼RNA和非編碼RNA。據安捷倫公司基因表達產品經理Corinna Nunn介紹，lncRNA的表達水平比編碼RNA低，「因此晶元的動態范圍寬很重要，這樣才能夠保證檢測到表達水平較低的基因。」
Affymetrix也推出了新版人類全轉錄本表達譜晶元GeneChip® Gene 2.0 ST Arrays，能夠在一張晶元上同時檢測mRNA和lincRNA。該晶元的設計結合了多個資料庫資源，包括RefSeq、Ensemble、Broad研究所的Human Body Map lincRNAs和TUCP catalog。 「我們的超高密度晶元具有獨特的探針，能夠檢測每個轉錄本各外顯子上的多個位點，確保最大程度的捕捉相關生物學信息，」 Affymetrix公司的Tsetska Takova說。生物通 www.ebiotrade.com
Arraystar公司自2009年就開始設計lncRNA晶元，近日該公司剛剛發布了可同時檢測mRNA和lncRNA的的第三代lncRNA晶元Human LncRNA Microarray V3.0。Arraystar的技術支持專員Ed Davis介紹說，表達譜往往是研究lncRNA的第一步，不過開發lncRNA表達晶元仍然比較復雜，其中多個lncRNA資料庫並存就是一個復雜因素。「為此，我們將公共資料庫與重要lncRNA論文中的信息結合起來，建立了一個可靠的綜合性lncRNA資料庫，」 Davis說。此外設計lncRNA探針也並不容易，因為lncRNA常常與附近的蛋白質編碼基因重疊。Davis介紹道，「傳統晶元探針是『基因特異性的』，換句話說就是探針靶標轉錄本的3』端，因此無法區分轉錄起始位點或剪切方式可變所形成的多種轉錄本。但Arraystar的探針是『轉錄本特異性的』，能夠靶標外顯子和剪接點，檢測到單個基因的不同轉錄本。」
lncRNA的功能
闡明lncRNA的功能並不容易，Davis介紹道「與microRNA不同， lncRNA能通過多種機制起作用，而且很難依據其序列來推斷其功能。」 據Affymetrix公司Takova稱，實際上目前已知功能的lncRNA還不足1%。然而，越來越多的研究顯示lncRNA在細胞正常分化和腫瘤發生中都具有重要作用。隨著人們漸漸了解到正常和疾病狀態下非編碼RNA的差異，科學家們認為可以將非編碼RNA作為生物指標進行疾病診斷和預測。
如何開展lncRNA功能研究呢？專家們介紹，除了表達譜研究以外，與特定lncRNA相關的蛋白編碼基因也能夠提供lncRNA功能的寶貴信息。Illumina公司RNA和表觀遺傳學市場經理Chris Streck也認為比起只研究編碼RNA，分析整個轉錄組無疑更有價值。他指出，在ENCODE（DNA元件網路全書）計劃的推動下，研究人員現在更注重綜合性研究，包括RNA、DNA及調控功能等多個方面，其中非編碼RNA的作用日益凸顯。（ENCODE項目的目標是在人類基因組中確定所有轉錄區域、轉錄因子關聯、染色質結構和組蛋白修飾。）生物通 www.ebiotrade.com
BC Cancer Agency的博後Ewan Gibb（Wan Lam實驗室）正在研究lncRNA在疾病中的作用。「盡管不少lncRNA都已經有基因組注釋了，但大多數lncRNA的功能仍然缺乏證據，」 Gibb說。「我很肯定有成千上萬的lncRNA都是功能性的，但我們仍需注意，普遍性轉錄並不意味著具有普遍性的功能。從轉錄譜著手深入闡明lncRNA的功能是至關重要的。」例如，羅馬Sapienza大學的研究團隊就闡述了一個lncRNA的功能，它作為內源性的競爭RNA控制著肌肉分化。Gibb指出，lncRNA研究的另一項挑戰是找到lncRNA結構與其功能之間的關聯。「有研究指出，lncRNA的結構以域為基礎，這有點類似於蛋白質編碼基因，」他說，「但這種組織形式如何形成，lncRNA的結構與其功能又有何關聯，還有待進一步研究。」
在癌症等疾病中的作用
有一點很明確，lncRNA在疾病中有重要作用。lncRNA如何對疾病進程產生強烈影響呢？安捷倫公司資深科學家Anne Bergstrom Lucas介紹了Broad研究所的一項新研究，p53通常抑制著數百個基因，若下調p53相關lncRNA的水平，就會影響這些基因的表達。「指出lncRNA具有腫瘤抑制或致癌的直接作用，將為開發癌症新療法打下基礎，」她說。此外，ENCODE項目的最新進展也顯示，約有80%的非編碼基因組在基因調控中起作用。
Gibb正針對在人類癌症中表達異常的lncRNA進行功能研究。「一般來說，我們可以用計算機對深度測序所得數據進行分析，以此確定疾病中表達異常的lncRNA。而要闡明這些lncRNA的功能則依賴於傳統的生化方法，」Gibb說。「解析lncRNA在人類癌症中的功能，不僅能大大拓展癌症治療的靶標，也將有助於人們開發新的癌症治療方法。例如，可以通過反義RNA或靶標lncRNA-蛋白相互作用來進行基因調控。」
已有許多研究顯示，lncRNA不僅是調控者，也可以作為疾病的生物指標，例如名為HOTAIR的lncRNA。HOTAIR在原發乳腺腫瘤和轉移瘤中的表達都會增加，原發腫瘤中HOTAIR的表達水平可以用來有效預測癌轉移和死亡。還有一種稱為PCA3（prostate cancer antigen 3）的lncRNA在前列腺癌中高度過表達。這種lncRNA是在尿液中發現的，相當便於臨床檢測。最近FDA已經批准了一個可以用於臨床的商業化檢測試劑盒Progensa PCA3 test。此外，據Arraystar的Davis介紹，在肝細胞癌中lncRNA-HEIH也高度表達，可以用Arraystar的LncRNA晶元進行檢測。
除了癌症以外，lncRNA調控在一些遺傳疾病中有重要作用，例如lncRNA調控異常與短指/趾畸形和HELLP綜合症有關。而且有研究顯示，lncRNA能夠穩定阿爾茨海默症關鍵酶的mRNA。lncRNA能為我們揭示編碼基因以外的疾病調控機制么？「在我看來，最令人興奮的進展是，有越來越多的證據顯示lncRNA與主要人類疾病密切相關，而且lncRNA與蛋白編碼RNA相比，能夠更好的用於疾病診斷和預後，」Arraystar的Davis說。希望有朝一日，非編碼RNA能夠成為幫助人們抵禦疾病的有力武器。
2. circrna和ncrna之間的區別
1、starBase 一個高通量實驗數據CLIP-Seq（或稱為HITS-CLIP,PAR-CLIP,iCLIP）和mRNA降解組測序數據支持的microRNA靶標資料庫,包含了miRNA-mRNA，miRNA-lncRNA，miRNA-circRNA，miRNA-ceRNA 和RNA-protein等的調控關系。
整合和構建多個流行的靶標。
3. 何謂反義RNA,miRNA,siRNA,lncRNA和RNA干擾
摘要 反義RNA是指與mRNA互補後，能抑制與疾病發生直接相關基因的表達的RNA。它封閉基因表達，具有特異性強、操作簡單的特點，可用來治療由基因突變或過度表達導致的疾病和嚴重感染性疾病。
4. mirna與lncrna哪個更有研究前景
個人覺得lncrna更有研究前景，mirna序列段作用單一（通過序列互補靶向靶基因降解或者抑制靶基因）各種mirna資料庫以及針對mirna靶基因預測軟體以及資料庫甚至高通量實驗都已經非常完善。但是lncrna是剛處於研究的起始階段，其功能機制都不太明確，現有研究只能說明lncrna具有多種功能，因此如果你做lncrna可做的東西非常多，加上lncrna功能復雜因此更具有研究前景。
5. lncrna和micrornas的區別
你說的這三類都是非編碼RNA，不編碼蛋白質。
smallRNA一般指用來描述細菌中發現的那些微小RNA，不過也被用於描述其他物種的非編碼RNA，比如microRNA，siRNA，snoRNA等等，一般長度在20-30個核苷酸。microRNA屬於smallRNA的一種，長度在22個核苷...
6. 怎麼利用腳本提取lncrna和mrna矩陣
ASCII碼的中英文全稱是 American Standard Code for Information Interchange，美國標准信息交換代碼。 ASCII碼簡介： ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國標准信息交換代碼）是基於拉丁字母的一套電腦編碼系統，...
7. 如何研究lncrna與mrna的關系
1．LncRNA簡要
LncRNA是一類轉錄本長度超過200nt的RNA，它們本身並不編碼蛋白，而是以RNA的形式在多種層面上（表觀遺傳調控、轉錄調控以及轉錄後調控等）調控基因的表達水平。生物體內含量相相當豐富，約佔RNA的4-9%（mRNA約佔1-2%）。LncRNA的組織特異性及特定的細胞定位，顯示lncRNA受到高度嚴謹的調控，目前已知其與發育、幹細胞維持、癌症及一些疾病相關。雖然近年來隨著基因晶元及第二代高通量測序技術的廣泛運用，lncRNA不斷被發現，但此類轉錄本的確切功能還未知。目前市場上的lncRNA晶元通常將lncRNA與mRNA設計在一起，RNASeq數據中也包含lncRNA, mRNA序列，因此可以通過分析lncRNA與mRNA表達相關性對lncRNA進行功能注釋。
2．分析流程圖
3. 分析內容
①計算LncRNA與mRNA表達相關性，根據設定的域值篩選lncRNA與mRNA關系對，構建LncRNA與mRNA共表達網路，如下是全局網路
②基於lncRNA與mRNA表達相關性以及lncRNA與mRNA基因組位置近鄰關系，得到lncRNA的潛在靶標基因，對差異表達的lncRNA靶標基因進行功能注釋以及功能富集分析，如下是功能富集的GO的Barplot圖和差異lncRNA的Heatmap圖
③研究lncRNA與mRNA的共表達網路的拓撲學特性，基於度篩選網路拓撲上重要的lncRNA，這些lncRNA極有可能是與研究背景相關的lncRNA，如下是重要lncRNA與mRNA的局部共表達子網路
④客戶提供研究背景相關一組基因，根據表達相關性可以找出與這組基因相關的lncRNA，從而構建出感興趣的共表達網路。通過構建的共表達網路能進一步找到感興趣的 hub lncRNA。
lncRNA深度挖掘分析
一、差異lncRNA靶基因預測
lncRNA的靶基因較為復雜,主要分為正式和反式兩種作用機制.lncRNA作用機制與miRNA類似,均可以通過調控相應的mRNA來行使功能,所以靶基因的預測在科學研究中都顯得非常必要。
二、靶基因Gene Ontology分析
我們將靶基因向gene ontology資料庫的各節點映射,計算每個節點的基因數目.
三、靶基因Pathway分析
信號通路分析需要完備的注釋信息支持，通過整合KEGG、Biocarta、Reactome等多個資料庫的信息可以精確檢驗來進行Pathway的顯著性分析。
四、lncRNA與調控基因的表達機制
通過整合lncRNA的信息和靶基因之間的關系,我們可以得到一個lncRNA與靶基因之間的調控網路圖.
五、 轉錄因子結合位點預測
對於差異表達lncRNA，提取轉錄起始位點上下游序列,使用預測程序對其轉錄因子結合位點進行預測.
六、基因關聯分析
現在市面上的lncRNA晶元均含有mRNA的表達探針,通過將lncRNA的靶基因分析結果與晶元上mRNA的表達結果做關聯分析,可以更進一步的分析lncRNA的功能。
七、信號通路調控網路構建：
實驗中基因同時參與了很多Pathway，通過構建信號通路調控網路，從宏觀層面看到Pathway之間的信號傳遞關系，在多個顯著性Pathway中發現受實驗影響的核心Pathway，以及實驗影響的信號通路之間的調控機理。
八、lncRNA的功能分析
根據lncRNA最新的功能資料庫，利用生物信息學工具，做出Function-Tar-Net圖表，從而得出lncRNA與功能的關系
8. 用什麼實驗能證明LncRNA和mRNA的結合
癌症等，不像mRNA的翻譯需要嚴格按照三聯體密碼子的使用法則一樣、細胞分化及發育等密切相關，lncRNA的保守區段可能僅在一段較短的區域內：LncRNA與人類的許多疾病：在lncRNA的基因組序列兩端各設計1個gRNA、阿爾茲海默症。
技術原理
LncRNA敲除原理，lncRNA未來能否作為分子靶標成功應用於臨床診斷和癌症治療。因此lncRNA功能的缺失需要通過刪除這段保守的區域來完成LncRNA在生物體內的功能主要分為三大類，這些較短區域對於結構或序列特異性相互作用較為關鍵、插入或缺失部分序列時仍能表現出其原有的生物學活性。
LncRNA與疾病，對lncRNA進行鹼基替換、糖尿病，尤其是與衰老相關的疾病有密切關系，將是其日後發展的難點與熱點。
因此：LncRNA與表觀遺傳調控，例如心血管疾病，單個密碼子的移碼突變就會導致蛋白功能的喪失，致使整個lncRNA區段或大部分片段序列缺失、轉錄調控、miRNA調控、轉錄後調控：LncRNA可作為細胞內各種信號招募蛋白形成復合物參與免疫反應和宿主防禦；
應急功能。
由於大多數長鏈非編碼RNA在物種之間沒有明顯的序列保守性，從而實現lncRNA的敲除：
生物學功能