lncRNA的转录本特异性检测

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所属分类:生物信息学

介绍

      在高等真核生物中,多外显子基因(multi-exon genes)通过可变剪接能产生不同的转录本异构体(transcript isoform),很大程度上丰富了蛋白的多样性。大量通过可变剪接所产生的转录本异构体在不同的组织或者机体生长阶段都发挥着特定功能。转录本异构体的异常表达会导致表型的变化,同时也和疾病的发生相关[1]。

      类似地,从超级增强子区域转录而来的SE-lncRNA同样存在可变剪接调控。比如,Dlx-5/6的超级增强子区域可转录生成不同的SE-lncRNA异构体:Evf-1和Evf-2。Evf-1是一个发育调节性lncRNA,其功能目前尚不清楚。Evf-2是第一个被发现在器官生成中发挥功能的lncRNA,通过特异性地与Dlx-2蛋白相互作用来提高Dlx-5/6增强子的转录活性。SE-LncRNA Evf-2和Dlx-2蛋白可以在体外形成稳定的复合体,意味着Evf-2可通过直接影响Dlx-2活性来调控转录激活[2]。

lncRNA的转录本特异性检测

图释:Dlx-5/6的超级增强子区域通过可变剪接产生两个SE-lncRNA异构体Evf-1和Evf-2。

      CCAT1是一种结直肠癌中特异性表达的SE-lncRNA,由MYC基因上游的超级增强子区域转录而来。CCAT1通过可变剪接产生两个转录本异构体:CCAT1-L和CCAT1-S。CCAT1-L与CCAT1-S完全重叠,其3’端多出了2600个碱基的区域。这两个转录本在结直肠癌组织中表达水平升高,但CCAT1-L的表达水平远高于CCAT1-S。CCAT1-L自身具有独特的功能,在其转录位点介导MYC启动子和增强子的染色体成环过程,从而调控MYC基因的表达[3]。

lncRNA的转录本特异性检测

图释: MYC上游超级增强子区域转录产生CCAT1-L与CCAT1-S。

Arraystar超级增强子lncRNA(SE-lncRNA)芯片可实现转录本特异性检测

      Arraystar超级增强子lncRNA (SE-lncRNA)芯片针对转录本特异性外显子或者剪接连接位点设计探针,能准确检测每个转录本异构体。这些转录本特异性探针甚至可以特异性检测一般很难检测的、且与其它正义链转录本重叠的转录本。 

lncRNA的转录本特异性检测

图释:Arraystar SE-LncRNA芯片探针A(Probe A)可特异性的检测isoform CCAT1-L。

Arraystar lncRNA芯片及SE-lncRNA转录本特异性探针设计策略

      根据基因组的位置,将每个转录本的序列分为外显子元件、剪接位点元件。然后,为每个元件设计探针。最后,从中挑选出能区分不同转录本的特异性探针。

lncRNA的转录本特异性检测

图6:转录本特异性探针设计策略

      基因1的初始转录本通过剪接加工了形成两个成熟的转录本:A和B。首先,转录本序列被分为4个外显子原件(F1, F2, F3和F4)和3个剪接位点元件(J1, J2和J3)。接下来,为每个元件设计一个探针。最后,挑选转录本A的特异性探针(J2)和转录本B的特异性探针(F3, J3)。F1、F2和F4可以同时检测这两个转录本,因此被用作基因特异性探针,检测基因1的整体表达水平。

相关服务
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参考文献

1.Kwan T et al: Genome-wide analysis of transcript isoform variation in humans. Nat Genet 2008, 40(2):225-231.[PMID: 18193047]

2.Feng J et al: The Evf-2 noncoding RNA is transcribed from the Dlx-5/6 ultraconserved region and functions as a Dlx-2 transcriptional coactivator. Genes Dev 2006, 20(11):1470-1484.[PMID: 16705037]

3.Xiang JF et al: Human colorectal cancer-specific CCAT1-L lncRNA regulates long-range chromatin interactions at the MYC locus. Cell Res 2014, 24(5):513-531.[PMID: 24662484]

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