干货分享

三种有效检测lncRNA靶基因方法

如果能够有方法预测到lncRNA的靶基因,会减轻我们的工作量。而如何去测lncRNA的靶基因,向大家介绍可以从lncRNA不同的作用模式入手。

lncRNAs作用范围广泛,机制非常复杂。根据lncRNA不同的作用模式比如顺式(cis)和反式(trans)之分,比如Signal,Decoy,Duide,Scaffold,也可以根据lncRNA与不同的分子分为DNA、RNA和蛋白,总体上包括了转录和转录后水平。

一、 根据顺式(cis)和反式(trans)的作用模式来预测

RNA聚合酶(绿)转录得到一个与调控蛋白(紫)相关的LncRNA(红)从而影响附近区域的编码基因。
cis作用靶基因预测,认为LncRNA的功能与其坐标临近的蛋白编码基因相关,位于编码蛋白上下游的LncRNA可能与启动子或者共表达基因的其他顺式作用元件有交集,从而在转录或者转录后水平对基因的表达进行调控。判断一个LncRNA具有Cis调控作用通常要同时满足以下几个条件:

1、附近的基因表达情况与其保持一致;
2、该基因失活后会影响周围基因的表达;
3、会影响附近同一位点的基因表达。

对于满足以上条件的LncRNA,首先找出位于其上游或者下游附近(10K)的编码蛋白基因,通过对编码蛋白的功能富集分析,从而预测LncRNA的主要功能,为后续Cis作用分析打下基础。

 

Trans作用靶基因预测

 

LncRNA(红)与DNA结合蛋白(蓝)相关联,并调控相关靶基因的表达。
Trans作用靶基因预测基本原理认为LncRNA的功能跟编码基因的位置关系没有关系,而与其共表达的蛋白编码基因相关。也就是说,当LncRNA与一些距离较远的基因在表达量上存在正相关或负相关的情况时,就可以通过样本间lncRNA与蛋白编码基因的表达量相关性分析或WGCNA共表达分析来预测其靶基因。
需要注意的是,lncRNA的Trans作用靶基因预测只适合于样本量大的情况,如果样本量太少(如6个以下),分析将不可靠。

 

二、根据lncRNA结合的核酸序列来预测

实际上这种方式是最容易想到的,因为lncRNA是核酸,而核酸与核酸之间是有碱基互补配对的,不管是lncRNA与RNA(比如microRNA,mRNA)之间还是lncRNA与DNA之间,我们可以根据互补配对这一特性进行预测。这里我们展开举三个例子:

A、lncRNA-microRNA-mRNA

microRNA对mRNA靶基因预测的方式可以反过来用于lncRNA靶基因预测,这里适用的模式就是lncRNA作为microRNA
sponge吸附microRNA,或者进一步通过ceRNA的作用机制调控靶基因,原理都是microRNA与lncRNA和mRNA的序列结合,这种方式也是现在预测靶基因用的最多的,比如网站:starbase(http://starbase.sysu.edu.cn/)。

B、lncRNA-mRNA

在上面这种模式里,lncRNA
对靶基因mRNA的调控是通过microRNA来介导的,当然lncRNA与mRNA之间的直接互补也能帮我们预测靶基因,这种模式我们以前说过,比较常见的是反义lncRNA(Antisense
lncRNA)通过与mRNA结合形成RNA二聚体,保护mRNA使之更难被RNA酶降解。因此这种模式来预测靶基因的原理是预测lncRNA序列与mRNA序列结合的自由能,自由能越小,越容易结合。这种模式的在线工具有lncRNATargets(http://www.herbbol.org:8001/lrt/)

C、lncRNA-DNA

在以前文章中我们也介绍过lncRNA通过结合单链DNA发挥调控作用的:

因此,基于同样的原理,理论上我们也可以进行预测,这种预测工具lncRNATargets同样可实现。

 

三. 根据蛋白的结合特性来预测:

lncRNA核酸与核酸结合依据的是碱基配对原理,同样某些蛋白与核酸的结合也有一定规律,比如RNA结合蛋白,因此,我们可以依据这些规律预测lncRNA的结合蛋白,比如工具包括RBPDB、RNAcommender等。

(0)

热评文章

发表评论