‘壹’ microRNA的作用机制是怎样的
microRNAs（miRNA）是一种大小约21-23个碱基的单链小分子RNA，是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成，不同于siRNA（双链），但是和siRNA密切相关。据推测，这些非编码小分子RNA（miRNA）参与调控基因表达，但其机制区别于siRNA接到的mRNA降解。第一个被确认的miRNA是在线虫中发现的lin－4和let－7，随后多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个miRNA。 miRNA有高等生物基因组编码,通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。其在物种进化总相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达，miRNA组织特异性和时序性，决定组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程的调节过程中其多种作用。 microRNAs的作用机制 miRNA是一类多细胞动物或植物基因组的前体mRNA内含子，miRNA独立转录单位或miRNA基因簇编码的19-25个核苷酸大小的内源性单链RNA，他们在转录后水平沉默特定基因从而对生物体基因表达起到精细调节的作用[1]。绝大多数miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下形成较长的茎环结构，称为初级miRNA（primary miRNA ,pri- miRNA）。pri- miRNA在Drosha-DGCR8复合体的作用下形成长度约60-70个核苷酸的发夹状RNA，成为前体miRNA（precursor miRNA,pre-miRNA)。随后，pre- miRNA在Exprotin－5复合物[2]的作用下被转运出胞核，在胞浆中由Dicer剪切成为miRNA复合体， miRNA复合物（RNA－inced silencing comlex，RISC）[1]与该miRNA的3’翻译区（3’UTR）结合到位于胞浆的P－body（processing bady）中[3]：如果miRNA与靶mRNA匹配完全，则该复合体降解mRNA；若两者序列部分匹配，尤其是miRNA的5’端2-8个被称为种子序列（seed sequence）的核苷酸与靶mRNA匹配完好，则通过抑制靶mRNA的翻译来沉默特定基因。此外，某些miRNA，如miRNA－16能够特异结合于某些基因3’UTA的富含AU元件（AU rich element,ARE）,指导Ago等组成RISC区的蛋白与TTP结合，从而改变相应mRNA的半衰期，加速靶mRNA的降解。 此外，miRNA也可能抑制5’UTR含有内部核糖体进入位点（intrnal ribosome entry sites,IRESs）的靶标分子[4]。 miRNA的表达调控机制 ①顺时调控元件 大多数miRNA基因的核心启动子区域含有TA盒，并且含有影响miRNA表达的细胞特异转录调节元件。miRNAs作为转录因子重要的靶分子在细胞功能调控中发挥核心作用。 ②表观遗传学 最近一些研究提示，表观遗传学变化会影响miRNA 基因，从而调节miRNA表达。分析基于miRNAse（release 8.0）数据库的332个人miRNA基因序列时，发现其中155个miRNA的基因序列上游或下游2000bp处含有CG岛在miR-127[6],miR-24a[6],let-7a-3[7]和miR－370[8]基因中，均含有CpG岛，并且在相应地肿瘤组织中呈现高度甲基化，这些miRNA在肿瘤中的甲基化沉默将导致他们的靶基因－原癌基因（BCL6，CDK6和MAP3K8等）的表达，从而促进肿瘤发育。转录因子PRDM5可能参与了调解miRNAs基因的表观遗传学变化。在HEK293细胞中，PRDM5可以募集蛋白甲基化转移酶G9a和一类组蛋白去乙酰基酶等组蛋白修饰到has－mir－135b基因的启动子区域，行使抑制功能[9],miRNA在癌症细胞中的表达一般低于正常组织细胞，这表明多数miRNAs可能作为肿瘤抑制因子而发挥作用。原癌基因的低度甲基化和肿瘤抑制基因的高度甲基化被认为是癌症表观遗传学的主要决定因素。miRNAs基因在肿瘤中的异常甲基化使表观遗传学调控癌症机理更加复杂。 ③单核苷酸多态性 存在于pri－mRNAs，pri－mRNA或成熟miRNAs基因序列中的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）能够潜在地影响miRNA调节的细胞功能网络。miRNA基因或靶结合位点及其临近靶位点区域的多态变化时，于miRNA的生物合成及靶位点选择和抑制效应据重要的意义。 ④RNA编辑 （RNA editing）是基因在初级转录物上增删或取代某些核苷酸而改变遗传信息的过程，从而可调节基因的表达。RNA编辑在miRNA调控基因默过程中其重要作用，不仅影响miRNA表达，而且影响特异miRNA的靶向分子的调控。此外，At编辑也有可能存在于靶分子的种子互补区域。
‘贰’ 研究microrna有什么技术手段
现行的实验方案中，测序，northern blot，芯片，荧光定量实验，荧光原位杂交实验等比较常用。
‘叁’ microRNA调控lncRNA的思路设想 求大神解答！
microRNA的调控机制是：细胞产生一段双链RNA成为miRNA（也可以是体外注射的双链RNA，成为siRNA，即RNAi技术）
miRNA前体经过Drosha 核算酶，Exportine运输蛋白运出细胞核，细胞质中的Dicer核算酶作用成为miRNA，后经过细胞质的解螺旋酶的作用，变为单链RNA，触发RISC复合体，寻找与miRNA互补的RNA，一旦发现可以互补的靶位即使目标被RISC水解，若不能完全匹配则抑制目标RNA表达
而lncRNA是一段长的不编码RNA，其功能大多都在研究中，多是起调控的作用。但是说到底也是基因的产物，所以也可以被miRNA所抑制掉，作为一种对调控手段的调控。
‘肆’ microRNA基因芯片技术一般应用在哪些方面，原理是什么
miRNA芯片的检测原理就是，用Cy-3对总RNA样品进行标记，然后与miRNA芯片杂交，通过扫描芯片上绿光信号的强度，计算出该样品中miRNA的表达量，从而了解该样品中哪些miRNA的表达量出现了异常。
应用领域1.肿瘤研究，比较癌和癌旁组织中miRNA表达差异， 寻找抑癌药物靶点；
2.药物研发：寻找药物靶点， 研究药物途经。
楼上的答非所问
‘伍’ 怎样研究mirna及靶基因的功能
木薯(Manihot esculenta Crantz)属于大戟科木薯属植物，典型的热带作物。低温是木薯获得高产优质的限制因子，microRNA(miRNA)作为逆境胁迫诱导的主要调控因子之一在木薯抗寒机制中占有重要地位。miRNA是一类长度约为21～25nt的非编码小RNA，它能识别特定的靶mRNA并在转录及转录后水平有负调控基因的作用。本研究旨在通过表型鉴定方法和分子生物学技术相结合共同探讨木薯抗寒基因的调控机理。
通过对术薯C4和SC124品种在低温胁迫处理下的形态生理指标监测和7个miRNA及4个靶基因的实时定量表达分析和功能分析，得出如下结论：
(1)在低温胁迫处理下，木薯的叶片数、叶绿素含量、脯氨酸含量和丙二醛含量变化显着，且这些指标变化与木薯叶片出现的冷害褐斑及叶片萎蔫程度等表型变化相一致。低温驯化(AH)和非低温驯化(NAH)的各项指标表明低温驯化能增强木薯的低温适应能力及恢复能力；同时也证实了C4比SC124具有更强的耐寒性。
(2)实时定量分析表明木薯中的7个miRNA受低温诱导表达，且它们在C4，和SC124品种中及不同的低温处理方式下都具有差异表达；其中2个miRNA(miRNA1045125和miRNA3747522)的靶基因在两品种和不同低温处理方式下也具有差异表达。
(3)通过对2个miRNA和它们靶基因的定量表达分析发现，无论在C4和SC124品种中还是不同低温处理条件下，2个miRNA与它们的靶基因之间都有明显的此消彼长的负调控作用；且4个靶基因在两个品种之间具有相反的表达模式。
(4)将miRNA1045125和miRNA3747522的4个靶基因在拟南芥和蓖麻基因组数据库中进行比对，它们在拟南芥和蓖麻中的主要功能是解旋酶、核酸酶、运载蛋白等。
‘陆’ 谁知道microRNA芯片、microRNA测序和基因表达谱芯片区别,具体些,
microRNA芯片和基因表达谱芯片都是芯片.
芯片指样本荧光染色杂交到芯片上,通过各个点亮度差异来判断表达差异的方法.
区别是一个针对microRNA,微小RNA.另一个针对mRNA,信使RNA.
microRNA测序区别于芯片分析方法.直接测出小片段的序列然后用生物统计方法合并区段等最终计算出表达差异.
microRNA芯片与microRNA测序是用不同平台研究同样的问题.
‘柒’ 谁知道microRNA芯片、microRNA测序和基因表达谱芯片区别，具体些，谢谢
microRNA芯片和基因表达谱芯片都是芯片。
芯片指样本荧光染色杂交到芯片上，通过各个点亮度差异来判断表达差异的方法。
区别是一个针对microRNA,微小RNA。另一个针对mRNA,信使RNA。
microRNA测序区别于芯片分析方法。直接测出小片段的序列然后用生物统计方法合并区段等最终计算出表达差异。
microRNA芯片与microRNA测序是用不同平台研究同样的问题。
‘捌’ miRNA专家谈之三：如何上调或下调特定的miRNA
miRNA通过与转录本的相互作用，关闭或抑制基因的表达。最近的研究表明它们影响了约三成的基因。miRNA在多个组织中差异表达，这就让表达图谱分析成为研究的重点。同时，miRNA的过表达和抑制也是近年来常用的研究方法。 然而， Peng Jin(埃默里大学) 我们使用RNA oligo和载体的方法。对于RNA oligo方法，我们采用类似siRNA双链的miRNA，及anti-miRNA来增加或阻断特定miRNA的活性。这种方法便于操控细胞培养中特定miRNA的活性。 载体方法有着长期改变的优势，能够追踪个别细胞。我们利用人工的shRNA质粒或Pol II表达载体，来过表达特定的miRNA。对于miRNA的下调，我们要么表达一个shRNA，它能产生与miRNA前体的茎环结构互补的siRNA，要么使用miRNA海绵(miRNA sponge)，它能在特定miRNA的多个目标位点表达报告基因。 Winston Kuo(哈佛大学) 目前有两种通用策略：1) 基于载体或病毒的miRNA或miRNA反义链序列的过表达;2) 外源miRNA双链或反义抑制剂的转染。方法的选择取决于实验的设计。 一般说来，我们倾向于外源试剂的转染。载体/病毒的策略还依赖Drosha/Dicer酶对转录本的顺序加工，且必须通过Exportin 5从核中输出。在人类癌细胞系中曾报道过Drosha和Dicer水平的miRNA加工缺陷。此外，Exportin 5也被认为是细胞和小鼠模型中miRNA生物发生途径的瓶颈。外源过表达可饱和Exportin 5，从而胜过内源小RNA序列。极端的情况下会引起细胞或动物死亡。外源双链转染后，直接进入RISC复合物中，因而绕过了这些陷阱。 当然，在需要持久的功能获得或功能丧失时，还需要载体或病毒的稳定表达。稳定的细胞系必须小心地建立，采用病毒滴度测定来避免上述问题。 Joshua Mendell(约翰霍普金斯大学) 对于miRNA的上调，我们常常构建表达载体。制备起来非常简单。我们只是扩增miRNA发夹结构及一些侧翼序列，并直接克隆PCR产物。有时候，我们也用合成的miRNA模拟物来瞬时转染细胞，以过表达miRNA。 为了抑制miRNA，我们一般使用市场上的反义寡核苷酸。我们使用Dharmacon和Exiqon的抑制剂都获得了成功。这些试剂的局限在于它们只能瞬时作用。为了实现稳定抑制，我们开始用所谓的miRNA海绵。它们实际上是有着多个miRNA结合位点的捕获转录本，能隔离细胞中有活性的miRNA。 Silvia Monticelli(瑞士生物医学研究所) 我们主要使用慢病毒或反转录病毒系统，因为我们主要研究原代细胞，而且需要长时间的持续表达。取决于细胞类型，我们也使用lipofectamine或Amaxa来瞬时转染。对于下调，我们正使用miRNA海绵。对于短期研究，miRNA抑制剂的瞬时转染效果也很好。 Galina Gabriely(哈佛大学) 为了评估处理后miRNA的活性，我们测定了与miRNA结合位点融合的萤光素酶的表达。不过，评估miRNA活性的最佳方法是评估它的天然靶点的表达(如果miRNA靶点已知)。这可以通过western blot分析来进行。miRNA表达的调节可用northern blot分析来评估miRNA的表达水平。在某些情况下，定量RT-PCR也能给出miRNA表达的可靠结果，但miRNA调节所使用的寡核苷酸会在PCR反应中干扰引物，从而影响真实的表达数据。 Winston Kuo(哈佛大学) 我们使用几种策略，包括miRNA qPCR，miRNA northern blot，萤光素酶报告分析，mRNA靶点的qPCR，以及蛋白靶点的western blot。在上面我已经讨论了miRNA qPCR和northern blotting。这些能够直接检测miRNA过表达或下调。萤光素酶报告分析包括3’-UTR序列克隆在萤光素酶编码序列的下游。这些3’-UTR包含了人工的miRNA同源位点或已验证mRNA靶点的内源序列。后一个策略中的关键对照是生成假定同源位点上种子序列的点突变。这些点突变将使miRNA不能调节萤光素酶的表达。 Joshua Mendell(约翰霍普金斯大学) 为了验证miRNA上调，我们还是使用northern blotting或实时定量PCR来测定miRNA的丰度。测定miRNA的抑制就没那么简单。反义oligo确实降低了miRNA的丰度。因此，你也可以用同样的方法来监控miRNA抑制。不过，体内miRNA的隔离不会总是让miRNA丰度下降。另一个方法是用报告基因重组子来监控miRNA的抑制。miRNA会抑制报告基因的表达，除非它的活性受阻。当然，这种报告基因的使用一般受限于细胞培养环境。 Silvia Monticelli(瑞士生物医学研究所) 这些实验中的关键一步是：通过转染或转导细胞，你有效地改变了它们，因此你的确需要很多对照，来确认你所看到的结果是来自miRNA的表达或下调。这对miRNA尤其重要，因为在很多情况下，你并不期待一个强的表型，但是你在寻找微调基因表达的温和效果。我想你至少需要目的miRNA之外的miRNA和种子区域的突变体。我还推荐使用不同方法来设法获得相同的结果。
‘玖’ 什么是微小RNA
微小核糖核酸微小核糖核酸研究 披露了四个方面的重要信息： 一是“食物中的任何核酸、蛋白质，在消化系统中都会被完全消化成核苷酸、氨基酸后被吸收”的观点被推翻了； 二是有数据表明，微小核糖核酸非常稳定，不容易降解，能顺利进入血液，并长期滞留，发挥调控作用。并且能够通过母婴传播和通过肉食间接传递； 三是迄今为止已经发现了3000多个miRNA，其中大部分在动物体内起着关键性的调控作用，是最主要的基因表达调控因子之一。估计人体内大约2/3的基因都受到某个或一组miRNA的调控； 四是miR-21是着名的原癌miRNA，几乎所有的癌症都有它参与。还有一些miRNA调控着胚胎和婴儿的发育，包括骨骼肌肉大脑心脏等几乎所有的脏器的发育。如果它们从食物进入人体发挥作用，就会导致产生畸形、人口素质（大脑智力等）异常（倒不一定是下降......）等现象。 事实上，也有网友在跟帖中质疑，上面所说固然是事实，可miRNA跟转基因食品安全性到底有什么关系呢？ 在我看来，这位网友或许认为，目前农作物中所转的基因主要是BT基因和抗草甘磷基因，迄今为止，并没有人认为它们会在食品中生物中会转录出对人体有害的micRNA。可是在没有充分研究清楚之前，谁又敢保证这些基因不会转录、剪切出对人体有害的micRNA呢？即便BT基因和抗草甘磷基因不直接转录、剪切出有害micRNA，可谁又能保证它们不会与其他基因通过互作产生出有害的micRNA或其他有害物质呢？特别是当转基因研究进一步发展和泛滥之后，谁又敢保证新的转基因生物不会产生出有害的micRNA或其他有害物质呢？ 可以肯定地说，迄今为止，人类所掌握的包括micRNA在内的一切生物学的知识，也仅仅相当于在生命科学的海边拾到了几个小小的贝壳。在生命科学的全部真理面前，人类依然只能用无知来评价自己。面对生命，或许我们永远只能充满敬畏而无权充当上帝。 microRNA研究表明：转基因食品的风险还是存在的 南京大学研究生 繁星若尘 笔者是南京大学生命科学院生物化学与分子生物学专业研究生，就读于南大医药生物技术国家重点实验室。 此前，在生物化学上所有人都一致认为：食物中的任何核酸、蛋白质，在消化系统中都会被完全消化成核苷酸、氨基酸，然后吸收到身体内，按照自身需求重新"组装"成自己的核酸和蛋白质。即使是以原型吸收的核酸和蛋白质也会被小肠上皮细胞和肝细胞降解，对于消化系统正常的人来说任何原始形态的核酸和蛋白质序列都不可能存在于到体内门静脉以外的血液中，更不可能发挥调控作用。 然而，从笔者最近的研究结果来看，这句话被推翻了。首先简要介绍一下微小核糖核酸。 微小核糖核酸MicroRNA（miRNA）是一种小的内源性非编码RNA分子，大约由21－25个核苷酸组成。这些小的miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过翻译水平的抑制或断裂靶标mRNAs而调节基因的表达。1993年，Lee，Feinbaum和Ambros等人发现在线虫体内存在一种RNA（lin-4），是一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本，每一个转录本能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达而调节了线虫的幼虫发育进程。对于出现这种现象的原因，科学家们猜测是由于基因lin-14的mRNA的3'UTR区独特的重复序列和lin-4之间有部分的序列互补造成的。在第一幼虫阶段的末期降低lin-14的表达将启动发育进程进入第二幼虫阶段。7年后科学家又发现了第二个miRNA－let-7，let-7相似于lin-4，同样可以调节线虫的发育进程。 miRNA是十分特殊的RNA，序列非常短，只有22nt，但是有着超常的稳定性：在RNA酶中，一般RNA一小时候消化得干干净净没有任何残余，而miRNA在跟RNA酶混合后保温水解24小时竟然还保留近一半！ 后来，至今为止已经发现了3000多个miRNA，其中大部分在动物体内都起着关键性的调控作用，是最主要的基因表达调控因子之一，据估计人体内大约2/3的基因都受到某个或一组miRNA的调控。 我研究的对象就是一个miRNA，它当然有着自己的名字，但是因为结果尚未发表，这一微小核糖核酸暂以miR-A代替。已知的是：这一miRNA的序列不存在于任何动物的基因组中。也就是说，动物（包括人）永远不可能自己转录产生这个miRNA。它本应该只存在于植物中。然而，在一次无意中的实验里，我们惊奇地发现小鼠血清中竟然存在这个miRNA。于是做了一系列的实验，最后发现：食物一般的核酸和蛋白质确实不能进入血液，但是miRNA，这一类特殊的调控分子，利用它极小的分子量和超常的稳定性，能顺利进入血液，并长期滞留，发挥其调控作用。而且，能够通过母婴传播、能够通过肉食进行间接传递。 当然，miR-A大量存在于大米中，我们吃了几千年大米都没事，说明这个因子是无害的。但是其他有很多miRNA是有着极其重大的调控作用的。比如miR-21，它是着名的原癌miRNA，几乎所有的癌症都有它参与。还有一些miRNA调控着胚胎和婴儿的发育，包括骨骼肌肉大脑心脏等几乎所有的脏器都受到miRNA的调控。如果它们从食物进入人体导致异常，那么就会产生畸形、人口素质（大脑智力等）异常（倒不一定是下降......）等现象。这对转基因食品是一个巨大的打击。这一研究表明，转基因食品的风险还是存在的，依然有着很大的不可预见性。 绿色守望（跟帖）：这使我想起了一篇科幻小说，好像叫《变牛》，说星际远航中食物出了意外，只好从路边星球上打猎。结果吃了餐外星牛肉之后，没多久都变成了牛的模样……难道说真是吃什么变什么不成？ 繁星若尘（答疑）：大体上的身体特征都是在母亲的胚胎中就完成了，后天不大会改变。 但是miRNA对一些生物因子的调控是很普遍的，比如前面提到的miR-21在癌症中的作用，同为原癌miRNA的还有miR-31，miR-203等。miR-143是抑癌的，miR-221/222控制着细胞周期，miR-155与免疫和类风湿性关节炎有关，等等。 对于幼儿在母体中的胚胎发育，microRNA起着更重大的作用。miR-125a,miR-295,miR-219和miR-181b等等都与胚胎发育有关。miR-219过表达可以诱导胚胎细胞凋亡，基因沉默和过表达技术观察到斑马鱼受精卵在显微注射miR-219和反义miR-219后均导致其胚胎发育缺陷。miR-124a、miR-125b和miR-128的抑制会影响脑和脊髓的发育导致无脑儿。miR-124a/125b在感觉和运动神经元发育过程中发挥作用。
‘拾’ miRNA表达谱的生物信息学分析有哪些方面的内容
归一化
microRNA芯片采用的归一化的方法为quantile normalization，loess normalization。
差异基因筛选
microRNA的差异筛选，同表达谱的筛选方法是一致的，参见表达谱的差异基因筛选。
miRNA靶基因预测
microRNA结合在靶基因的3’ UTR，下调靶基因．miRNA靶基因预测有多种方法．我们利用TargetScan数据库关联microRNA的靶基因。
4. miRNA与靶基因网络图
将显着性功能与显着性Pathway所包含的靶基因取交集后与microRNA构建基因与microRNA调控网络（待确认），可以在全局的水平上直观的反应基因之间的相互关系，同时反映了基因调控网络的稳定性。根据网络中microRNA的位置函数计算出microRNA在网络中的关系强度，即microRNA的网络特征值。特征值最高microRNA处于网络的枢纽性地位，该microRNA调控能力最强，对网络结构和样本性状有重要的调控价值，同时从网络中也可以得到被microRNA调控的关键靶基因。
5. miRNA－GONetwork
miR-GO Network利用靶基因的功能注释与microRNA-mRNA靶向调控关系，构建microRNA功能调控的网络图。网络图可发现MicroRNA调控的多种基因功能，并通过网络分析，得到核心调控microRNA以及microRNA调控的核心基因功能。
6. miRNA－Pathway Network
miR- Pathway Network与miR-GO Network类似．利用靶基因的Pathway间相互作用关系，与microRNA-mRNA靶向调控关系，构建miR- Pathway调控的网络图。网络图可发现MicroRNA调控的多种信号通路，并通过网络分析，得到核心调控microRNA以及microRNA调控的核心信号通路。
7. miRNA的转录因子的预测
为了研究miRNA的调控机制，首先预测miRNA的promoter区域，根据miRNA的promoter区域，利用HMM来预测结合的转录因子。
8. miRNA与表达谱芯片平台的联合分析
miRNA与表达谱芯片平台的联合分析除了和甲基化与表达谱芯片分析类似外，还可以将miRNA预测的靶基因和表达谱芯片的差异基因取交集，进行miRNA-DiffGene-Network。