长链非编码RNA (Long non-coding RNA, lncRNA),指的是一类长度在200bp以上,可被转录,与mRNA相似的RNA分子,其虽与mRNA一样可以表达,但因不具有长的可延伸的开放阅读框(open reading frame, ORF), 因此无法翻译得到蛋白质产物。近年来,大量的lncRNA发现于模式生物的基因组中,越来越多的lncRNA被证明在生物体的发育、繁殖、生长中起着至关重要的调控作用,但有关于非模式生物中lncRNA的系统鉴定和分析仍然较为匮乏。
针对这一问题本研究利用RNA-seq测序数据以及相关的生物信息学分析技术,完成了两种棘皮动物――脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)应激处理下的仿刺参(Apostichopus japonicus)及神经再生过程中的褐石海参(Holothuria glaberrima)的转录组拼接,从中分别筛查鉴定获得了8752及8199条lncRNA,并将其与一同获得的蛋白编码基因进行基本序列特征及基因表达量等方面的比较。同时,通过差异表达分析,利用显著差异表达的lncRNA及编码基因构建了编码-非编码富集网络(Coding-Non-Coding Enrichment Network),揭示了在海参中lncRNA通过与编码基因间的相互作用参与免疫应答与组织再生过程的潜在功能。此外,本研究对获得的lncRNA与编码基因序列进行了microRNA靶位点预测,在仿刺参及褐石海参中分别获得了4628和4523个可能存在互作关系的lncRNA-microRNA-gene组合,显示了lncRNA和microRNA这两种类型的非编码RNA通过互作共同调控基因表达的可能性,为今后进一步的研究奠定了基础。该研究的一系列发现和结果近期以封面文章发表于Marine biotechnology。
Reference:
Chuang Mu, Ruijia Wang, Tianqi Li, Yuqiang Li, Meilin Tian, Wenqian Jiao, Xiaoting Huang, Lingling Zhang, Xiaoli Hu, Shi Wang, Zhenmin Bao. Long Non-Coding RNAs (lncRNAs) of Sea Cucumber: Large-Scale Prediction, Expression Profiling, Non-Coding Network Construction, and lncRNA-microRNA-Gene Interaction Analysis of lncRNAs in Apostichopus japonicus and Holothuria glaberrima During LPS Challenge and Radial Organ Complex Regeneration. Marine Biotechnology, 2016, 18(4): 485-499.