PiRNA是一类长度约为26~32 nt的小ncRNA，5'端有尿苷，3'端有 2'-O-甲基修饰。 PiRNA能够与Argonaute 家族的Piwi蛋白形成复合物来调控基因沉默途径，主要存在于哺乳动物的生殖细胞和干细胞中。 管家ncRNA在细胞中普遍表达，主要调节一般细胞功能，是细胞生存所必需的，含量较为恒定。 调节ncRNA是关键的调节性RNA分子，其表达有明显的时空特异性，通常短暂表达，在表观遗传、转录和转录后水平上作为基因表达的调节因子。 生物体中的RNA种类繁多，功能复杂，一般按照是否编码蛋白质将其分为编码RNA（coding RNA）和非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）两大类。
然而，雖然越來越多的證據提示大多數長鏈非編碼核糖核酸具有功能（Mercer 2009；Dinger 2009），但相對只有一小部分已被證明有生物學重大意義。 截至2012年十二月，約有127條長鏈非編碼RNA在LncRNAdb（一個描述長鏈非編碼RNA的文獻資料庫）中有功能注釋（Amral 2011）。 研究團隊的假設，若一個基因在哺乳類之外的脊椎動物中普遍存在，部分哺乳類也有，而人類卻沒有，反而變成 lncRNA 基因，那麼這類 lncRNA 就有可能是失去功能的蛋白質基因，回收利用後重生的結果。
長非編碼rna: 编码RNA与非编码RNA（一）
基因組中可生產非編碼RNA的DNA比例目前仍未明瞭，最近的轉錄組及微陣列研究顯示，在老鼠基因組中，可能有超過3萬個長ncRNA。 在X染色體失活的情況下一些基因仍可以轉錄，近期對逃避染色體失活控制的染色體區域進行研究，發現其中表達的長鏈非編碼RNA可能介導了這一過程（Reinius 2010）。 MiRNA是由转录的发夹环结构产生的一类小ncRNA，其长度为21-23 長非編碼rna2023 nt，其前体约为 nt，形成标准的stem 结构，加工后成为21-23 nt 的单链RNA。 MiRNA通过不同的机制调节细胞质和细胞核中的基因表达，并在转录后水平介导基因沉，其作用机制是与mRNA 互补，让mRNA 沉默或者降解。 作为不同RNA物种之间复杂相互作用的关键参与者，miRNA多年来一直是研究热点之一。 LncRNA是一類轉錄本長度大於200nt的非編碼RNA產物，雖然不編碼表達蛋白，但能夠在轉錄、轉錄後和染色體修飾等多個層面，調控胚胎發育、細胞增殖、轉移和分化等各種生命活動，其異常表達於多種腫瘤的發生發展密切相關。
例如，非編碼RNA Evf-2作為同源異形框轉錄因子Dlx2的共激活因子，Dlx2在前腦發育及神經發生中起到重要作用（Feng 2006；Panganiban 2002）。 Evf-2轉錄自位於Dlx5與Dlx6基因之間的超保守元件，音蝟因子在前腦發育過程中誘導該長鏈的轉錄（Feng 2006）。 Evf-2接著將Dlx2轉錄因子招募到同一個超保守元件處，Dlx2在此處誘導Dlx5的表達。 哺乳動物基因組中存在其它一些可轉錄且執行增強子功能的超級保守或高度保守元件，這提示Evf-2可作為範例闡述脊椎動物生長過程中以複雜表達的形式嚴密調控重要發育基因的普遍機制（Pennacchio 2006；Visel 2008）。 近期研究也確實發現與之類似的其它非編碼超保守元件的轉錄及表達在人類白血病中出現異常，且促進結腸癌細胞的凋亡，這提示了它們涉及到腫瘤形成（Calin 2007）。
長非編碼rna: 轉錄組測序常見概念
对于人类基因命名标准的制定而言，雨果基因命名委员会（HGNC）是唯一官方授权的机构。 HGNC的数据库中有38000个基因名称，其中大部分是编码蛋 白基因；但HGNC也命名了8500多个人类非编码基因及假非编码基因，通过与各层次专家们的合作，他们命名了大多数的小非编码RNA。 在近十餘年的生命科學研究中非編碼調控RNA可謂是研究最火的領域之一，從06年諾獎的siRNA，到這幾年異常火爆的microRNA，到即將登場並定能風靡的lncRNA，可謂如火如荼。 長非編碼rna2023 上述命名的基本架构适用于大多数lncRNA，但对于基因密集区域的lncRNA可能就不适用了，这种情况下，你应该与HGNC沟通来解决。 为了与其它种类物种的基因区别开来（如啮齿动物基因的标识只要求首字母大写，其余小写），人类基因标识中的字母都应为大写。 例如：反义编码蛋白基因可在标识中加连字符（BACE1-AS就是BACE1 antisense RNA的名字）。
真核生物的rRNA有4种，18s rRNA参与构成小亚基，28s、5s和5.8s rRNA构成大亚基。 2013年，一群研究人員決定更加深入地挖掘一種名為H1的人類胚胎幹細胞系，並且獲得了一些驚喜。 H1是最著名的幹細胞系之一，但該團隊還是成功發現了2000多個此前未被闡明的RNA片段。 唐氏症的病因是因為有 3 條第 21 號染色體，比一般人多了一條，從而導致許多基因表現的異常。 由此一案例可以看出，基因數目與表現量的多寡，對維持人體的正常運作非常重要，不能隨意增減。 基因的名字中出现的常用词汇会带来一些混乱，给分析研究带来很多问题，因此，在命名中应避免出现常见词汇。
長非編碼rna: 基因也環保 ?! 長鏈非編碼 RNA 的誕生
即使至今了解仍很有限，我們也已經知道一些疾病與 lncRNA 有關，除了遺傳性疾病，在多種癌症中，lncRNA 也扮演著可疑的角色。
MRNA必须保守密码子的正常用法并防止单个长ORF中出现移码突变，然而对长链非编码RNA的选择压力可能只会令其保守其中的较短区域，这些较短区域对于结构或序列特异性相互作用较为关键。 仍然要看到：尽管长链非编码RNA总体来说保守性较低，但仍可见许多长链非编码RNA具有较强的保守元件。 例如，高度保守的phastCons元件中有19%存在于已知的内含子中，而其它32%存在于未注释的区域之中（Siepel 2005）。 最近非編碼RNA指導的染色質修飾主題最初是從基因組印記的現象中引出的，基因組印記是僅從母系或父系染色體兩者中的一個表達出等位基因的現象。 一般來說，印記基因是呈簇狀排列於染色體上，這提示：印記的機制是作用於局部的染色質區域上而不是針對單個基因。 這些基因簇常常與長鏈非編碼RNA相關：長鏈非編碼RNA的表達量與在相同等位上相連鎖的蛋白編碼基因受到抑制的程度呈正相關（Pauler 2007）。
長非編碼rna: 近期文章
發育時期中調控基因表達的染色質修飾有著區域化的模式，大量長鏈非編碼與蛋白編碼基因的聯繫確實幫助塑造了這種模式。 例如，大多數蛋白編碼基因都具有配對的反義基因，許多抑癌基因在癌症中常受到沉默，一些反義基因使用表觀遺傳機制使這些抑癌基因沉默（Yu 2008）。 長非編碼rna 近期研究發現：在白血病中p15基因和一條反義非編碼RNA的表達此消彼長（Yu 2008）。 經過詳細分析發現：p15的反義非編碼RNA（CDKN2BAS）可通過一種未知機制誘導p15的異染色質和DNA甲基化狀態發生改變，因而調控了p15基因的表達（Yu 2008）。
非编码RNA通过多种不同的机制调节转录因子的功能，包括充当共调控因子的角色、修饰转录因子的活性或是调控共调控因子的活性。 例如，非编码RNA Evf-2作为同源异形框转录因子Dlx2的共激活因子，Dlx2在前脑发育及神经发生中起到重要作用（Feng 2006；Panganiban 2002）。 Evf-2转录自位于Dlx5与Dlx6基因之间的超保守元件，音猬因子在前脑发育过程中诱导该长链的转录（Feng 2006）。
長非編碼rna: 研究背景
序列上保守性較低，只有約12%的lncRNA可在人類之外的其它生物中找到。 例如，非編碼RNA類較蛋白編碼基因可能對進化壓力可塑性更強，如Xist或Air等的許多世系特異性非編碼RNA的存在可以證明這一點（Pang 2006）。 如微RNA類及小核仁RNA類等的眾多小型RNA類都顯現出了跨多物種的保守性（Bentwich 2005）。 與之相反，大多數長鏈非編碼RNA則保守性不強，這一點常被引用為其不具備功能的證據（Brosius 2005；Struhl 2007）。 目前將哺乳動物基因組的全景描繪為：長段的基因間空間將多個轉錄「焦點」分割開（Carninci 2005）。
美國德克薩斯西南醫學中心的徐劍課題組和復旦大學生物醫學研究院周峰課題組共同開發出一種創新的系統，用來分離和鑑定人類基因組中DNA調控序列。 很多人把siRNA归为非编码RNA，是因为其不具有编码蛋白的功能，但是从非编码RNA的定义来讲，其不属于非编码RNA，因为它是主要是外源合成的而非基因组编码。 長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA, lncRNA)是長度大於 200 個核苷酸的非編碼 RNA。 研究表明, lncRNA 在劑量補償效應(Dosage compensationeffect)、表觀遺傳調控、細胞周期調控和細胞分化調控等眾多生命活動中發揮重要作用，成為遺傳學研究熱點。 包括组蛋白和DNA甲基化、组蛋白乙酰化和SUMO化等在内的表观遗传修饰影响了染色体生物学的众多方面，主要包括通过对广大染色质区域进行重塑从而调控大量基因（Kiefer 2007；Mikkelsen 2007）。
長非編碼rna: 作用機制
在這個世界上恐怕誰都找不出與自己一模一樣的另一個人——即使是雙胞胎，也只是非常非常相似而已。 長非編碼rna 新年送福利：關注 "解螺旋" 微信公眾號，回復關鍵詞"2月"可索取2017年2月資源包：生信分析軟體與文獻。 最近學術界興起一股探討 lncRNA 的潮流，不過這些研究不只有學術價值，也對醫療應用相當有意義。
儘管如此，在這些cDNA文庫中明確鑑定非編碼RNA類仍是充滿挑戰的，因為該方法無法區分非編碼轉錄物及蛋白編碼轉錄物。 導語基因組範圍內癌症突變分析發現在非編碼基因組中有大量的功能性突變，它們對長鏈非編碼RNA表達產生深遠的影響。 LncRNA轉錄精細調控可能提供惡性轉化的信號，我們目前了解lncRNA通過與DNA，蛋白和RNA等細胞大分子相互作用調控許多重要的癌症表型。 非編碼RNA可以靶向該進程的多個方面，包括靶向轉錄激活因子或轉錄抑制因子、如RNA聚合酶（RNAP）Ⅱ等轉錄反應中的各組分、甚至是DNA雙螺旋結構，以達到調控基因轉錄及表達的目的（Goodrich 2006）。 非編碼RNA將這些機制結合在一起可以組成為一個包括轉錄因子在內的調控網絡，可以精細地調控複雜真核生物的基因表達。 非編碼RNA將這些機制結合在一起可以組成為一個包括轉錄因子在內的調控網路，可以精細地調控複雜真核生物的基因表達。
長非編碼rna: 長非編碼rna
近來隨著基因體學發達，科學家找到大量以這種方式作用的「基因」，如今它們有了一個專有名詞： long non-coding RNAs（長鏈非編碼 RNA），簡稱「lncRNA」。 基因本身是 DNA，會先轉錄表現出 mRNA，再轉譯成氨基酸（氨基酸是組成蛋白質的小單元）；所以當找到 Xist 基因的 RNA 產物後，下一步就是繼續尋找它的蛋白質。 理論上，這段 RNA 會轉譯成 5700 個氨基酸，以當時對蛋白質的了解而言，這體型大到超乎想像；就算會經過 RNA 剪接（splicing），Xist 蛋白質應該還是非常巨大。
例如，大多数蛋白编码基因都具有配对的反义基因，许多抑癌基因在癌症中常受到沉默，一些反义基因使用表观遗传机制使这些抑癌基因沉默（Yu 2008）。 近期研究发现：在白血病中p15基因和一条反义非编码RNA的表达此消彼长（Yu 2008）。 经过详细分析发现：p15的反义非编码RNA（CDKN2BAS）可通过一种未知机制诱导p15的异染色质和DNA甲基化状态发生改变，因而调控了p15基因的表达（Yu 2008）。 因此，相关的反义非编码RNA类表达发生异常可能继而沉默了抑癌基因，从而走向癌症发生。 長非編碼rna2023 例如，非編碼核糖核酸較蛋白編碼基因可能對進化壓力可塑性更強，如Xist或Air等的許多世系特異性非編碼RNA的存在可以證明這一點（Pang 2006）。 相對於黑猩猩基因組來說人類基因組中經受近期進化改變的保守區域確實主要存在於非編碼區域，其中很多已有詳盡描述（Pollard 2006；Pollard 2006）。
長非編碼rna: 命名空間
例如，高度保守的phastCons元件中有19%存在於已知的內含子中，而其它32%存在於未注釋的區域之中（Siepel 2005）。 LncRNA通常較長，具有mRNA樣結構，經過剪接，具有polyA尾巴與啟動子結構，分化過程中有動態的表達與不同的剪接方式。 LncRNA啟動子同樣可以結合轉錄因子，如Oct3/4，Nanog，CREB，Sp1， c-myc，Sox2與p53，局部染色質組蛋白同樣具有特徵性的修飾方式與結構特徵。 大多數的lncRNA在組織分化發育過程中，都具有明顯的時空表達特異性，如有人針對小鼠的1300個lncRNA進行研究，發現在腦組織中的不同部位，lncRNA具有不同的表達模式。
它能让我们在研究分析某个基因时不会产生问题（不会发生这种事情：一条基因几个名字，存在重名的基 因等）。 如果一个作者发布一个lncRNA名字，而它已经在别的地方使用过，HGNC将会指 定一个新的名字供选择。 CircRNA是一类由转录产物剪接并形成共价闭合的环状RNA，其长度范围较广，从100 nt到超过10，000 nt。 在环状RNA中，RNA分子的3'和5'末端通常是连接在一起的，因此它们对核酸外切酶的降解具有抵抗性，并且可能比细胞中的大多数线性RNA更稳定。
長非編碼rna: 人工髮夾 DNA 結合癌細胞 mRNA，可望成為潛在療法
目前認為HOTAIR執行的作用機制是：多梳染色質重塑複合物具有操縱細胞表觀遺傳狀態的功能，而HOTAIR以反式調控的方式指導該功能的發揮並繼而影響基因的表達。 多梳複合物中的成員包括SUZ12、EZH2和EED等，它們具有RNA結合結構域並可能結合HOTAIR及其它類似的非編碼RNA類（Denisenko 1998；Katayama 2005）。 該例子極好地描繪出了這樣一個更廣泛的主題：非編碼RNA類招募一系列染色質修飾蛋白到特定基因組基因座上並發揮功能，這更加突出了目前所繪製基因組圖譜的複雜性（Mikkelsen 2007）。
- 一些lncRNA可以进一步加工以产生小ncRNA，例如miRNA，piRNA和snoRNA。
- 目前，人們對lncRNA的認識還處在初級階段，最初被認為是基因組轉錄的「噪音」，是RNA聚合酶II轉錄的副產物，不具有生物學功能。
- 例如，8961個cDNA中的3012個曾被FANTOM2計劃注釋為編碼序列中的一段截短序列，但後來又重新被指定為蛋白編碼cDNA中的新非編碼RNA變異體（Carninci 2005）。
- 非编码RNA通过多种不同的机制调节转录因子的功能，包括充当共调控因子的角色、修饰转录因子的活性或是调控共调控因子的活性。
- Evf-2接着将Dlx2转录因子招募到同一个超保守元件处，Dlx2在此处诱导Dlx5的表达。
人类同源异形基因家族确实与数百个非编码RNA之间有着相关性，这些非编码RNA在人体发育的时空轴上按顺序表达，这些非编码RNA也定义染色质各区域中组蛋白甲基化程度的差异以及RNA聚合酶可进入染色质的程度（Rinn 2007）。 其中一条名为HOTAIR的转录自HOXC基因座的非编码RNA通过改变组蛋白三甲基化状态从而使HOXD基因座中长约40kb的区域发生转录沉默。 目前认为HOTAIR执行的作用机制是：多梳染色质重塑复合物具有操纵细胞表观遗传状态的功能，而HOTAIR以反式调控的方式指导该功能的发挥并继而影响基因的表达。 多梳复合物中的成员包括SUZ12、EZH2和EED等，它们具有RNA结合结构域并可能结合HOTAIR及其它类似的非编码RNA类（Denisenko 1998；Katayama 2005）。 该例子极好地描绘出了这样一个更广泛的主题：非编码RNA类招募一系列染色质修饰蛋白到特定基因组基因座上并发挥功能，这更加突出了目前所绘制基因组图谱的复杂性（Mikkelsen 2007）。 发育时期中调控基因表达的染色质修饰有着区域化的模式，大量长链非编码与蛋白编码基因的联系确实帮助塑造了这种模式。
長非編碼rna: 命名空间
這種相互作用有助於細胞對DNA損傷做出反應，並可能在癌症的發展和過早老化中發揮作用。 大多數基因組都能轉錄成RNA，但只有一小部分RNA來自基因組的蛋白質編碼區。 來自賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院Shelley Berger教授領導的研究小組探索了這一問題。
TRNA是一类参与解码mRNA、翻译蛋白质的RNA分子，可以特异性识别mRNA的三核苷酸序列并转运氨基酸。 1992年，Harry Noller等分别用蛋白酶K和核酸酶处理大肠杆菌核糖体大亚基，证明23S rRNA能够催化肽键的形成，即转肽酶是一种核酶。 非编码RNA也可以按照表达和功能特性分为管家非编码RNA（housekeeping ncRNA）和调节非编码RNA（regulatory ncRNA）。 前者是细胞生存所必需的，所以含量较为恒定，呈组成型表达，也称为组成型ncRNA。
詳細分析確實顯示出非編碼RNA Kcnqot1和Igf2r/Air在指導基因印記上發揮著重要作用（Braidotti 2004）。 長非編碼rna2023 广泛的基因组和转录组分析表明，90%的真核基因组DNA可以被转录为RNA，其中只有2%为可以编码蛋白质的mRNA [1]。 目前，ncRNA分析已成为一种前沿研究趋势，越来越多的研究表明“非编码”并不等同于“非必需”[2]。 NcRNA在RNA 水平上行使各自的生物学功能，在表观遗传和基因表达调控中发挥重要作用。 在整個基因組轉錄產物中，lncRNA所占的比例遠遠超過編碼RNA所占的比例，通過與DNA、RNA、蛋白質的相互作用，在生命活動調控網絡中扮演著十分重要的角色。
