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线虫非编码RNA转录组：表达及转录调控
摘要：
线虫是生物学实验室中广泛应用的模式生物，其非编码RNA在基因转录调控和表观遗传学中扮演着重要的角色。本文充分挖掘线虫非编码RNA转录组的研究进展，包括表达和转录调控两个方面。通过对丰富的实验数据进行综述和分析，探究了非编码RNA在线虫发育和生殖中的重要作用，并对其在人类疾病治疗中的应用前景做出了展望。
关键词：线虫、非编码RNA、转录组、表达、转录调控
引言：
线虫是生物学实验室中广泛应用的模式生物，由于其基因组相对简单，生命周期短，育种方便，被广泛用于神经生物学、遗传学等领域的研究。越来越多的研究表明，非编码RNA在基因转录调控和表观遗传学中发挥着重要的作用，而线虫非编码RNA转录组的研究也越来越受到关注。本文将重点探讨线虫非编码RNA转录组在表达和转录调控方面的研究进展，以期更好地理解这些RNA分子的功能和调控机制。
一、非编码RNA的基本概念
非编码RNA（non-codingRNA,ncRNA）是一类不参与蛋白质编码的RNA分子，按照长度可分为小于200nt的短链ncRNA和大于200nt的长链ncRNA。在生物学中，ncRNA的功能越来越受到关注，除了转录后调节其他基因的表达水平外，还通过招募蛋白质形成特异的RNA-蛋白质复合物，调节基因转录后的RNA加工、修饰、核外转运、转译和蛋白质稳定性等。
二、线虫非编码RNA的表达
关于线虫非编码RNA的表达，已有大量的研究报道。
2.1微RNA的表达
微RNA（microRNA,miRNA）是一类约20~22nt的短链ncRNA，可以与靶基因的3'UTR区域形成互补配对，通过降低靶基因的mRNA稳定性和翻译抑制来调控基因表达。线虫中已发现大量的miRNA，例如，hbl-1miR-50家族只在肠道中表达，而glt-1miR-236仅在神经元中表达。，此外，线虫基因ermo-1在网状神经网络的发育中起重要作用，同时也是一个miRNA基因，其编码的miRNA-71通过调控erm-1基因表达水平对生殖发育起到调节作用。
2.2piRNA的表达
piRNA（piwi-interactingRNA）是一类具有20~30nt的长度分布，主要通过结合piwi蛋白质发挥其功能。线虫中的piRNA被称为21U-RNA，21U-RNA是一类具有22nt长度的小分子RNA，调控着基因表达和转录后的DNA甲基化修饰。
2.3lncRNA的表达
长链非编码RNA（longnon-codingRNA，lncRNA）的长度一般超过200nt，比miRNA和piRNA都长。与miRNA和piRNA不同，lncRNA更广泛地参与了基因表达的调控。自lncRNA首次发现以来，研究人员已经发现许多它们的功能，例如，控制某些基因在发育过程中的表达，调节RNA结构和DNA甲基化修饰等。在线虫中，一些lncRNA参与到胚胎发育和神经元发育中，例如lncRNAF35E12.5在神经元发育中具有负调控作用。
三、线虫非编码RNA的转录调控
线虫非编码RNA的转录调控包括建立非编码RNA的表达图谱、寻找调控ncRNA表达的转录因子，以及研究转录因子和它们的靶基因之间的相互作用等内容。
3.1建立非编码RNA转录图谱
使用高通量的基因组学技术，如RNA测序，可以获得超过80%的所有RNA分子信息。在线虫中，已经构建了完整的转录组和非编码RNA表达图谱。通过对线虫生命周期的6个阶段进行RNA测序分析，发现一些miRNA和lncRNA具有时相性表达。
3.2寻找调控ncRNA表达的转录因子
线虫转录因子的研究进展让我们对转录调控的了解更深入，例如TGF-β信号通路和小GTP酶Rho等相关信号通路参与了线虫生命周期和神经元发育的调控。线虫转录因子NSM-1可以调节基因表达和miRNA的表达。NSM-1调节线虫神经元的发育和迁移，进而影响个体的运动能力。
结论：
通过对线虫非编码RNA转录组研究的综述和分析，可以看出非编码RNA在线虫发育和生殖中起着重要的作用。未来，还需要进一步研究非编码RNA的功能和转录调控机制，同时有望发展出一些针对性的治疗手段，用于人类疾病的治疗。