miRNA综述文献翻译.docx

MicroRNAs与它们的靶点：识别，调控和一种新发现的相互作用关系
摘要：
在多种生物途径中，MicroRNAs（MiRNAs）已被证实是关键的基因调控因子。这些小的非编码RNA结合到mRNAs的靶向位点上，并且通常是导致基因表达受到抑制。目前虽然有几种方法用于鉴定miRNA的靶向位点，但是仅仅确认miRNA的结合位点是不足以预测靶向调控的。miRNAs的靶向调控受各个控制水平的限制，并且最近的研究进展出现了一个新的转折：靶点可以反馈调控miRNAs的水平和作用。miRNAs与靶基因的相互调控作用将激发我们对miRNAs在体内所扮演的基因调控作用的理解，并且这些RNAs对于治疗有着重要的意义。

MicroRNAs(miRNAs)证实了一个新的观点：在调控重要性中，非编码RNAs(ncRNAs)的作用可能能与蛋白质媲美。自从最初发现miRNAs在Caenorhabditiselegans线虫发育过程中作为必要的调控因子，数千种miRNA基因已经被证实存在于动物和植物基因组中。预计有超过一半的人类转录组是受miRNA调控的，几乎每一个串联基因都嵌入了这种转录后调控途径。鉴于这种具有深远意义的作用，miRNA的破坏作用有助于包括癌症、心脏疾病和神经系统功能紊乱等人类疾病是不足为奇的。此外，miRNAs将发展成为靶向和疗法，进而实现产业化，以希望通过驾驭这种RNA引导的基因调控力量去对抗疾病和感染。
miRNAs以21~24个核苷酸发挥作用，它们调节含有互补序列的mRNA的基因表达。图1显示了一般的miRNA的生物合成途径，并且这个典型的途径在其他地方也得到了全面的检验。最后，成熟的miRNA结合AGO蛋白形成一个miRNA诱导沉默复合体(miRISC)。在动物中，miRNA与mRNA位点的部分互补可以通过包括mRNA降解和翻译抑制等一系列机制导致蛋白表达的减少。最初，在植物中miRNA的功能非常明显，它们可以与靶基因完全碱基互补，进而导致靶基因的分裂和降解。然而，最近的研究显示植物可以通过翻译抑制途径沉默靶基因，并且还有待确定到底有多少植物mRNA通过与miRNAs部分互补进而受到调控。此外，在所有有机体中，如果有催化活性的AGO蛋白结合，miRNA与靶向位点的完全互补可以导致靶基因降解。
本综述重点在于确定内源性miRNA靶基因的复杂性和它们是如何调控的。新近发展的全基因组方法，比如紫外下的交联免疫沉淀反应(CLIP)，对于确定内源性的miRNA结合位点有着推进作用。此外，像核糖体分析等技术都可以用于解析受miRNA作用的基因调控途径。这些前沿的方法已经揭示了miRNA靶向全基因尺度的新特征，并且还为进一步探索体内miRNA对靶基因的识别和调控的规律提供了丰富的数据。然而，预测内源体内一个mRNA是否受miRNA调控却是另一个挑战，因为目前已经有许多例子显示有许多因子能调控miRISC去结合并抑制特殊的靶基因。miRNA和靶基因调控的新发现的相互作用性质又使其复杂性增加，这种关系也必须在miRNA靶向作用关系全面解决之前得到理解。
注：miRNA诱导沉默复合体(miRNA-inducedsilencingcomplex,miRISC):它由miRNA引导体和效应蛋白组成，其中至少包括Argonaute蛋白（AGO蛋白）。这个复合体募集其他蛋白来调控靶向mRNAs的平衡和翻译。
交联免疫沉淀反应(Crosslinkingimmunoprecipitation,CLIP):是一种分离和鉴定由特殊的RNA结合蛋白所结合的序列的方法。miRNA复合体蛋白（如AGO蛋白）的交联免疫沉淀已经被用于检测全基因组水平上的miRNA诱导沉默复合体的结合位点。

图1miRNA的生物合成。在动物体内，microRNA(miRNA)基因转录为初级miRNA(pri-miRNA)转录本，通过Drosha酶复合体作用形成具有发夹结构的miRNA前体(pre-miRNAs)。pre-miRNA然后由转运蛋白5(XPO5)转移到细胞质中。Dicer酶复合体将pre-miRNA的环状结构切除，形成的双链体的一条链被AGO蛋白结合形成miRNA诱导沉默复合体(miRISC)，miRISC靶向调控mRNA。常被称作星链(miRNA*)的另一条链被降解。在植物中，除了Dicer样蛋白(DCL)在细胞核中完成切除阶段和通过结合AGO蛋白形成成熟的miRNA并转移到细胞质中，其他过程也基本相似。

在本综述中，miRNA的靶向位点和内源靶基因的鉴定将被首先讨论。接下来，通过几种精确定位靶基因的方法阐明靶向调控机制。最后探讨新提出的miRNA和靶基因的相互作用关系，miRNA的调控作用也将包含其中。
miRNA靶向位点
在miRNA领域，miRNA如何识别部分互补的特殊