轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的一個重要方面就是發(fā)現(xiàn)和分析ncRNA。目前高通量實驗揭示,至少93%以上的人類基因組可轉(zhuǎn)錄為RNA,除了不到2%的序列用于編碼蛋白,其余91%的基因組可轉(zhuǎn)錄為非蛋白編碼的RNA分子,即ncRNA。ncRNA按其功能可分為看家ncRNA和調(diào)節(jié)ncRNA。前者通常穩(wěn)定表達,發(fā)揮著一系列對細(xì)胞存活至關(guān)重要的功能,主要包括轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)、核糖體RNA(rRNA)、小核RNA(snRNA)及小核仁RNA(snoRNA)等;后者主要包括長鏈ncRNA(lncRNA)和以microRNA為代表的小ncRNA(smallncRNA),在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后等多個層面調(diào)控基因表達。過去幾年里對ncRNA的研究大部分集中于小ncRNA。microRNA是長約19~23個核苷酸(nt)的內(nèi)源性非編碼RNA,是動植物中基因表達至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子,與之相關(guān)的一類非編碼RNA——siRNA,長度為21~24nt,是植物中小RNA分子的主要類型。盡管microRNAs和siRNAs大小相似,都參與基因表達的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控,但其生物合成和具體功能是不同的。
lncRNA由于序列保守性較低曾經(jīng)一度被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄噪音,直到近幾年隨著研究的不斷深入才證明,lncRNA具有明確的生物學(xué)功能,與癌癥、冠心病及神經(jīng)退行性疾病等多種疾病密切相關(guān)。目前對lncRNA的認(rèn)識尚處于初級階段,一般認(rèn)為大于200nt且缺乏蛋白編碼能力的轉(zhuǎn)錄本為lncRNA,迄今發(fā)現(xiàn)的lncRNA長度從幾百nt到十幾萬nt不等,大概可以分為5種類型：正義的,反義的,內(nèi)含子型的和基因間的。lncRNA可以通過不同模式發(fā)揮多種分子功能,如調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄模式,調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活力,具有結(jié)構(gòu)和組織功能,改變RNA加工方式和作為一些小RNA的前體。Peng等首次利用新一代測序技術(shù),在全轉(zhuǎn)錄組范圍分析了呼吸道病毒(SARS病毒和H1N1型流感病毒)感染后,宿主細(xì)胞lncRNA的變化情況。研究人員采用not-so-random引物法(可對PolyA和非PolyA、編碼和非編碼轉(zhuǎn)錄本進行分析),對病毒感染后的小鼠肺部細(xì)胞構(gòu)建cDNA文庫進行深度測序,結(jié)果發(fā)現(xiàn),呼吸道病毒感染引發(fā)大量lncRNA的表達發(fā)生變化。提示這些RNA分子可能參與了宿主細(xì)胞的先天性免疫。
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