新技术捕获miRNA靶标

小丫

2012年5月11日

MicroRNAs（miRNA）可通过与RNA诱导的沉默复合物（RISC）结合，识别靶标mRNA从而抑制基因表达。一项称为miR-TRAP的简单新技术可以捕获这一复合物，从而使研究人员更易于鉴别出miRNA的靶标。
$ ]( y6 e7 ?, A3 i) T. i人类细胞被认为可以生成成千上万种不同的miRNAs——小片段遗传物质可帮助确定特定时间内哪些基因开启或关闭。miRNAs是正常细胞功能的重要组成部分，它们也可以导致疾病发生——例如某些在特异的肿瘤中表达增高，促进了细胞生存。为了更好地了解miRNAs影响健康和疾病的机制，研究人员首先需要知道哪些miRNAs会对哪些基因起作用——鉴于其庞大的数量这是一个巨大的挑战，事实上每一个miRNA都能够调控数以百计的靶基因。miR-TRAP，这种简单易用的新方法可在细胞中直接鉴别出miRNA靶标。这一技术是由美国桑福德-伯纳姆医学研究所的教授和项目主任Tariq Rana博士及研究团队开发的，相关论文首次发表在5月8日的《Angewandte Chemie International Edition》杂志上。
+ I+ U# A. q! L. u0 nRana 说：“这种方法可以被广泛应用于生理条件下任意数量的疾病模型中发现miRNA靶标。miR-TRAP将有助于在RNA领域的缺口处搭起桥梁，使研究人员能够更好地了解诸如癌症等疾病，靶向它们的遗传基础开发出新的诊断和治疗策略。随着新的高通量RNA测序技术不断增加已知miRNAs和它们的靶标数量，这一点将变得尤为重要。”
miR-TRAP运作机制
% {7 O. |; D8 G) B+ t3 lmiRNAs并非是直接结合DNA，而是结合到信使RNA（mRNA）上来阻断基因表达。mRNA通常会将DNA的信息带出细胞核，进入到细胞质，在细胞质中将序列翻译为蛋白质。这些RNAs被一组称为RNA诱导沉默复合物（RISC）的蛋白质结合，可阻断mRNA编码生成蛋白质，从而对细胞产生广泛的影响。
4 X+ E6 A) u* o操作miR-TRAP可分为三个基本步骤。科学家们首先通过共轭补骨脂素（一种可通过光激活的植物分子）生成针对目的miRNA的高度光反应探针，第二步完成长波紫外线光交联反应，第三步拉下（pull down）RNA，并用RT-qPCR对其进行分析。换句话说，研究人员利用紫外线光杀死细胞，将miRNA/mRNA双双冷冻在适当的位置。随后从细胞中抽提出RNA，他们可以进一步检测结合mRNA序列，揭示miRNA的靶基因。
, L) n, S8 s/ G0 t1 S: [miR-TRAP的优势
) f& [8 z7 j# L6 ]/ ]( P% `miR-TRAP相比当前用于鉴别miRNA靶标的方法更简单，更精确。原因包括三个方面：首先miR-TRAP可在正常或疾病情况下直接在活细胞中鉴别miRNA靶标。第二，这一技术不仅可以识别出miRNAs抑制的mRNA靶标，还可以识别出蛋白质翻译被抑制的mRNA——这一点通过其他技术，例如qPCR或微阵列分析通常无法获得。第三，miR-TRAP不依靠抗体，不会导致非特异性背景信号，使数据解析变得简单。
2 i$ U0 A' A6 |* U9 E4 o6 d将miR-TRAP付诸检验，Rana和他的研究团队，包括博士后研究人员Huricha Baigude对两个重要microRNAs的13个预测靶标进行了分析。这一技术不仅证实了已知的基因靶标，还揭示了两个新的靶标。
Rana 说：“我们现在应应用这些方法在一些疾病模型中鉴别miRNA靶标。我们希望miR-TRAP将很快能广泛应用到世界各地的实验室中。”