lncRNA功能探究的新神器

lncRNA研究近来非常火热，但由于研究领域太前沿，成熟的技术方法、实验工具不多，很多研究者不知如何下手。cis调控就是其中一个重要方向，基因有限公司的实验技术和生物信息学团队与基因芯片界领头羊Affymetrix的全转录组芯片技术强强联手，在差异表达分析，RNA剪切分析等等数据基础上，再推出lncRNA cis调控分析，助您轻松打开lncRNA功能探究之门，深入探索lncRNA调控机制。

长链非编码RNA（lncRNA）是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子，它们不编码蛋白，直到2007年随着HOTAIR（HOX转录反义RNA）的功能被发掘，这个“潘多拉魔盒”终于被慢慢打开，研究发现lncRNA的表达受到发育调控，具有组织和细胞特异性，相当一部分lncRNA只位于细胞核内。近年有关lncRNA的研究更是越来越火热，能在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等水平参与蛋白编码基因表达。

什么是lncRNA cis调控？

简单地讲，cis调控就是指非编码RNA对临近mRNA的一种转录激活与表达调控方式。研究发现，基因调控可能以顺式（cis）或反式（trans）作用形式发生。其中cis调控主要依赖顺式作用元件(cis-acting element)进行，顺式作用元件是指存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与核内基因表达的调控，顺式作用元件通常转录为非编码RNA，如lncRNA。2014年4月研究人员Christopher K. Glass在Cell子刊Trends in Biochemical Sciences上发表综述，对ncRNA 调控机制做出阐述。

为什么把cis调控规定在Mbps范围内呢？

这其实涉及到染色体的3D结构，由于染色体DNA并非线性存在于细胞核内，而是经由折叠形成3D结构，线性距离上相距kbps、Mbps级别的DNA碱基，在空间结构上很有可能是相互接近的，目前一些主流看法认为1Mbps是一个合适的单位，即认为1Mbps之内距离会较频繁的出现cis调控。

如何高通量预测lncRNA cis调控？

Affymetrix的全转录组芯片，包括人的（HTA）、大鼠（RTA）、小鼠（MTA），不仅在每个外显子上设计探针，也在可变剪切位点设计探针，带来深入的编码和非编码转录本研究，是目前为止市面上真正意义上的全转录组水平的芯片，支持基因水平、外显子水平和可变剪切水平的研究。基因有限公司与Affymetrix合作，针对全转录组芯片的上述特点，整合目前FANTOM5项目大数据的研究结果，深挖芯片数据的生物学信息，推出lnc RNA cis调控分析，目的在于帮助生物研究工作者快速从海量表达分析数据中挖掘出有意义的潜在基因间cis调控关系。

该表格中默认包含了HTA2.0芯片上经生物信息学分析后所有可能进行cis调控的lncRNA-mRNA关系及其他信息。其中两个外部数据库超链接必须重点介绍（Table 1，红色圈出部分）：

1. UCSC Trackplot：每一个潜在的lncRNA-mRNA调控对，都提供一个UCSC Track链接，用以观察该基因座上的基因组特征图，用以辅助判断是否存在cis调控。其中有价值的信息如相对位置关系、mRNA对应的基因模型、表观遗传修饰信号如何、有哪些转录因子结合位点、已知功能SNP位点等。

2. Overlapping Enhancer：标识出lncRNA包含的已知eRNA区域，点击超链接即可在数据库中直接查看该eRNA的相对位置、已知表达强相关的编码基因等信息。

lncRNA cis调控整体研究思路

近年来在一些高影响力的杂志文献中已经涌现出对lncRNA功能及作用的报道, 很多都是在mRNA差异表达实验数据的基础上通过生物信息学分析找到cis调控的目标lncRNA，并进行后续功能验证。比如去年6月《Nature Communications》上的一篇文章，作者通过lncRNA cis调控分析发现了单核细胞系受细菌脂多糖应激后一个与炎症反应相关的基因lL1β相邻小于5kbp的距离的两条lncRNA——lL1β-eRNA和lL1β-RBT46，其中一条还是eRNA，然后通过QPCR，chip-seq，细胞亚定位分析，Knock down等实验验证了该lncRNA的功能。

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