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miRNA与TF互为调控

已有 1134 次阅读 2021-11-11 09:16 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

写在前面

在前面几次(miRNA靶基因系列:miRNA靶基因识别miRNA靶基因识别:下一步等),我们主要介绍了miRNA作为调控子来调控靶基因。在这种情况下,miRNA是上游分子,靶基因是下游分子。那么,是否还有上游分子调控miRNA?答案是肯定的。这次就说一下调控miRNA的上游分子:TFtranscription factor),中文翻译是熟悉的转录因子。事实上,miRNATF之间是你来我往,互为调控。

 

01

miRNA->TF

TF是实质就是一类蛋白质,往往与RNA聚合酶形成转录起始复合体,共同参与转录起始过程。它主要分为两大类:普通转录因子和组织/细胞特异性转录因子。普通转录因子负责与RNA聚合酶共同组成转录起始复合体,而组织/细胞特异性转录因子在特异组织/细胞中表达某些特异蛋白质分子时才需要。

 

根据中心法则,蛋白质(包括TF)是由编码基因mRNA翻译过来的。因此,mRNATF密切相关。虽然蛋白质名称与基因名称的表示方式是一样,但并不代表mRNA就是TF。如果把mRNA翻译成蛋白质(包括TF)这个过程看作一个信息流,从mRNA到蛋白质可能会涉及信息增益。这种情况有点类似于一个输入信号进入放大器之后,输出信号可能被放大(缩小)或保持不变。

 

为了简单起见,TF有时近似用mRNA表示(假定mRNATF表达水平相似)。那么miRNA->mRNA调控关系就可以近似看作miRNA->TF调控关系。因此,miRNA->TF调控关系就可以从前面介绍的多种数据库(miRNA靶基因之实验验证型数据库miRNA靶基因之预测型数据库miRNA靶基因之综合型数据库)中提取出来。前提条件是,要先确认哪些mRNA可以翻译成TF。哪些mRNA可以充当TF可以使用TFClass数据库(图1http://tfclass.bioinf.med.uni-goettingen.de/)。 

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1 TFClass主页

 

 

02

TF->miRNA

TF除了被调控,而且还能够调控miRNA。这种现象就有点类似于放大电路中的反馈。TF可以上调miRNA,也可以下调miRNA,对应正反馈和负反馈现象。要想了解TF->miRNA调控关系,可以参见TransmiR数据库(图2http://www.cuilab.cn/transmir)。

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2 TransmiR主页

后话

miRNATF之间的调控模式可以通过电子电路的方式进行模拟。在电子电路设计过程中,miRNATF都视作电信号,每一个生物过程(例如转录过程和翻译过程)都是一个复杂的集成运算单元。模拟基因、蛋白质等分子之间的信息流是一大挑战,也是未来期待方向。

 

参考文献:

[1] Wingender E, Schoeps T, Haubrock M, Krull M, Dönitz J. TFClass: expanding the classification of human transcription factors to their mammalian orthologs. Nucleic Acids Res. 2018;46(D1):D343-D347. doi:10.1093/nar/gkx987

[2] Tong Z, Cui Q, Wang J, Zhou Y. TransmiR v2.0: an updated transcription factor-microRNA regulation database. Nucleic Acids Res. 2019;47(D1):D253-D258. doi:10.1093/nar/gky1023

 

更多背景知识如下:

1. miRNA是何方神圣?

2. What?植物miRNA能够调控动物靶基因?

3. miRNA也走非主流路线!

4. Tools4miRs:只为miRNA分析

5. miRNA序列与表达谱数据库

6. miRNA有个DIANA系列

7. miRNA富集分析之miRPath

8. miRNA富集分析之TAM

9. miRNA富集分析之miEAA

10. miRNA富集分析之clusterProfiler

11.miRNA靶基因识别

12. miRNA靶基因识别:下一步

13. miRNA靶基因之实验验证型数据库

14. miRNA靶基因之预测型数据库

15. miRNA靶基因之综合型数据库

16. miRNA靶基因之miRLAB

17. miRNA靶基因之miRBaseConverter

 

号外,ceRNA可是miRNA介导的哦。为了便于交流,我们为miRNA介导的ceRNA研究在Frontiers in Molecular Biosciences杂志( 2020_IF = 5.246)整了个专刊,主题为“Computational Identification of ceRNA Regulation”。投稿链接:https://www.frontiersin.org/research-topics/24340/。

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