產品中心

招聘信息

? 地址:長春市綠園區景陽大路3333號
     明翰國際1346室
? 電話:400-8637-939
     0431-86758518
     15943082551
? 郵箱:[email protected]

新產品研究您當前的位置: 首頁 > 新產品研究

如何高效地分析lncRNA

時間:2018-01-31 09:03:08


長鏈非編碼RNA(lncRNA)參與了多個生物學進程。因此,lncRNA的表達分析有助于了解基因如何表達和調控。同時,與mRNA相比,lncRNA可以作為一種更特異的生物標志物。那么,如何高效分析lncRNA?且聽Arraystar資深科學家Yanggu Shi支招。

Shi博士認為,芯片是lncRNA表達分析的首選平臺。由于lncRNA的表達豐度比mRNA低得多,因此RNA測序可能掩蓋其真實表達水平。從RNA測序的短序列中重建轉錄本也存在一定難度,因此只有不到35%的RNA轉錄異構體能夠正確重建。

通過采用剪接點特異性或外顯子特異性的探針,Arraystar LncRNA芯片能明確可靠地檢測RNA的轉錄水平。RNA目標是通過T7啟動子驅動的線性擴增而產生的,更好地保留天然的RNA豐度,同時避免RNA測序過程中因PCR指數擴增而引入的失真。

當前挑戰

Shi博士表示,利用RNA測序來分析lncRNA的表達水平存在一些挑戰,其中包括NGS測序讀長短,覆蓋剪接點lncRNA的序列豐度低,以及處理選擇性剪接時的生物信息學分析復雜。

利用現有的RNA-seq比對軟件HISAT2、TopHat2以及Mapsplice2,在參考轉錄組的輔助下檢測lncRNA轉錄異構體的靈敏度低于20%。在尋找新的轉錄異構體時,需要對測序序列進行從頭組裝,然而,從頭組裝軟件在轉錄異構體上表現不佳,只能檢測少量的lncRNA。

之前一篇發表在《Nature Biotechnology》上的文章就指出了轉錄本特異性分析的挑戰:“選擇性轉錄本的表達譜分析需要了解基因的所有選擇性轉錄本,并且需要組合各個轉錄本的信息”,“對于全基因組范圍的RNA-seq而言,這一點特別困難,因為許多轉錄本的少量序列存在采樣噪音。”顯然,人們需要一種新方法來開展轉錄本特異性的lncRNA研究。

基于對GENCODE轉錄本的分析,lncRNA的表達水平約為mRNA的十分之一。許多lncRNA在每個細胞中僅存在幾個拷貝。盡管它們的豐度很低,但是lncRNA仍能有效運作。例如,一些lncRNA被拴在鄰近基因上,顯著改變它們的表達。

lcnRNA芯片

Arraystar LncRNA基因表達芯片在同一芯片上分析lncRNA和整組已知的mRNA。通過剪接點特異性探針或獨特的外顯子序列,它可靠地檢測每條RNA轉錄本及其異構體。 Arraystar LncRNA實驗方案已經過優化,可產生靈敏、可靠和準確的數據,包括芯片原始數據處理、數據質量控制、基因表達聚類和熱圖、差異表達的lncRNA和mRNA、lncRNA亞類、lncRNA與mRNA之間的調控關系,以及通路分析。

Arraystar LncRNA芯片依賴于那些經過全面注釋和實驗驗證的lncRNA,而不是那些“無名的”部分降解的RNA片段。這些全長lncRNA已經過鑒定,至少有一篇Pubmed研究論文發表,因此代表了lncRNA的金標準。全面注釋越來越被視為了解lncRNA生物學功能的最短途徑。

Arraystar LncRNA芯片有著豐富的注釋和分析,它們專門針對非編碼調控lncRNA,與傳統的編碼mRNA分析大不相同。

案例研究

多年來,Arraystar芯片一直伴隨著lncRNA的研究人員。在一篇去年發表在《Nature Cell Biology》的文章中,Arraystar LncRNA芯片幫助研究人員分析總RNA以及與脂質結合的RNA,以鑒定對三陰乳腺癌有病理學意義的lncRNA。

在這項研究中,MD安德森癌癥研究中心的林愛福研究團隊從三陰乳腺癌病人的組織中,鑒定到9個能與脂質結合的長鏈非編碼RNA。其中,LINK-A的表達水平最高且最特異,被選中作為研究模型。研究表明,LINK-A在AKT激活中發揮重要作用,有望成為癌癥治療的新靶點。

早前,這個研究團隊還在《Cell》雜志上發表文章,利用Arraystar LncRNA芯片發現晚期乳腺癌中lncRNA-BCAR4的差異表達,表明lncRNA在侵襲性乳腺癌進展中發揮了調控作用。

通過Arraystar lncRNA芯片篩查,研究人員發現lncRNA-BCAR4在乳腺癌病人組織中表達顯著上升,并且隨著腫瘤轉移,上升趨勢明顯。通過進一步研究,他們發現BCAR4是GLI2控制的基因激活的必要條件。這是研究人員首次了解乳腺癌中lncRNA與hedgehog這一經典信號轉導通路的聯系。

結語

RNA轉錄組中的大多數是非編碼的,因此lncRNA對細胞的調控機制給出了獨特的觀點。 不過,NGS在分析和鑒定lncRNA上缺乏足夠的覆蓋度、靈敏度和準確性,來闡明它們在疾病和健康上的生物學作用。

Arraystar LncRNA芯片克服了NGS的缺點,其探針能夠靈敏地捕獲和測定低豐度的lncRNA。因此,Shi博士認為芯片可作為研究lncRNA的首選方法。

新华爱彩网