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今天這篇文獻主要是
介紹INcRNA功能的原理和原因
論文：The how and why of lncRNA function: An innate immune perspective(INcRNA功能的原理和原因：先天免疫視角）
文章來源 | 非編碼RNA研究園地（公眾號ID:ZKQF-RNA)
摘要
下一代測序為人類轉錄體的組成提供了一個更完整的圖像，表明大部分「藍圖」是大量不被理解的非蛋白質編碼轉錄本。這包括新發現的一類基因，稱為長非編碼RNA(IncRNAs)。
由於不同物種的印度RNA缺乏序列保守性，這意味著它們在生物學上的重要性最初受到了一些懷疑。IncRNAs通過與蛋白質、RNA、DNA的相互作用或這些相互作用的組合來介導它們的功能。它們的功能通常由它們的定位、序列和/或二級結構決定。
在這裡，我們提供了一個典型的方法，以研究這些基因的複雜性，重點是最近發現的先天免疫領域採取的方法。最後，我們討論了挑戰，以及新技術的出現，這些新技術將繼續推動這一領域的發展，並能更深入地了解這類基因的生物學重要性。本文是Kotb Abdelmohsen編輯的題為：控制基因表達的ncRNA專刊的一部分。
導言
雖然編碼基因在免疫細胞功能中的作用已被很好地描述，但是incRNAs在這些過程中的作用才剛剛開始顯現。在這裡，我們以巨噬細胞激活的生物模型系統為框架，展示了我們如何研究INcRNA生物學。
我們提供了一個循序漸進的指南，供我們在研究INcRNAs時參考.此外，我們還討論了挑戰，以及新技術的出現，這些新技術正在幫助我們研究這些基因的方式。
INcRNA的分類和分子功能
（A)根據它們相對於鄰近蛋白質編碼基因的基因組位置分類：雙向的、基因間的、反義的、內含子的、增強子的、感重疊的。
（B)圖的左下角代表了如何轉錄調節INcRNA的活動。轉錄激活被描述為基本的「第一部分」，以及在刺激模式識別受體（PRR）後的炎症激活「第二部分」期間。三個incRNA例子基因顯示了A、B和C。
第三部分描述了INcRNA如何經歷差異的異構體表達，這是共同調控的。在激活轉錄過程中，INcRNA可以進行差異剪接，也可以利用炎症刺激後新的轉錄起始位點，如脂多糖（LPS)。INcRNA的轉錄後調控分為三個部分：IV、V和VI。轉錄完成後，一個INcRNA可以經歷幾個過程。
第四部分描述RNA修飾，它可以改變INcRNA分子的結構。這些修飾可以根據細胞的炎症狀態添加或刪除。
第五部分描述了miRNA的生物發生過程，其中一個incRNA可以被加工成一個成熟的miRNA。
第六部分表明，如果一個INcRNA有一個小的開放閱讀框（SmORF),它也可以被翻譯。
（C)圖的右下角顯示了INcRNA在細胞核和細胞質中的調節功能。在活化轉錄（基本為I部分或炎症II部分）過程中，INcRNA可以抑制基因（mRNA基因A和C)或激活基因（mRNA基因A和B)。
IncRNA可以是轉錄因子增強活化的支架，也可以是染色質重構蛋白打開或關閉染色質的支架。INcRNA還可以通過影響穩定性、改變剪接活性、修改修改或甚至影響成熟mRNA的上限來調節mRNA轉錄的轉錄第三部分。
另外，INcRNA可以作為miRNA海綿，間接抑制miRNAs靶向mRNA的表達。最後，在翻譯過程中，INcRNA可以通過與核糖體或mRNA轉錄體結合來調節mRNA的翻譯。
INcRNA的表達操控
(A)RNA幹擾作用於翻譯後，在細胞質中降解轉錄本。(B)Gapmers是由RNA和~10 nt DNA序列的核心片段組成的，對RNase H通路起關鍵作用。
(C)CRISPRI使用與KRAB結構域融合的CaS 9催化非活性版本。CRISPRi系統可以針對轉錄起始位點(TSS)誘導異染色質轉錄沉默。
CRISPR/Cas9可用於標記(D)剪接位點，或(E)利用兩個側翼gRNAs刪除INcRNA基因座的特定區域。
(F)能在TSS下遊插入多腺嘌呤基化信號(3-5)，從而導致轉錄的過早終止。這些多聚(A)信號可以由氧氟沙星位置側翼，以允許其去除。
(G)CRISPRa系統可針對轉錄起始點(TSS)誘導轉錄激活。
(H)可以將incRNA序列(CDNA)克隆到帶有天然啟動子或構成活性啟動子的質粒中(E.(EF1a，CMV)。
根據每一列的副標題中描述的標準比較不同的工具。「靶」描述了INcRNA基因表達的哪些方面是靶向的，例如轉錄(CRISPRi，C)或轉錄後沉默(RNAi，A)。
「可逆轉的功能損失？」這個工具在細胞中的沉默作用是可逆的嗎？一般來說，只有核酸酶活性的Cas9活性(D)是不可逆的，因為基因座的區域實際上被刪除了。
「表型類型」指的是該工具是否完全關閉了incRNA的表達。亞純指的是，儘管有一定程度的壓制，但仍有某種程度的表達。只有競爭移除該位點才能完全消除其表達。
擊倒核子幹擾RNA？涉及到許多群體所做的觀察，這些觀察表明RNAi在核中並不十分活躍(與其他技術不同)。「表型時間」是指從計劃實驗到獲得表型的時間。
短：轉染RNAi和ASO(A和B)仍然是最快速的表型途徑，因為它們不需要克隆或修改細胞。
中等：CRISPRi/a(C，G)除了產生功能CRISPRi/a細胞系外，還需要設計和克隆特定位點的RNA。
中/長：CRISPR介導的缺失和加入多聚(A)信號(D和E)都需要篩選細胞(製造單細胞克隆)，以確定那些成功的修飾。
INcRNA研究思路
下面的流程圖為研究lncRNA提供了一個指南。
不是全部資料庫中的lncRNA都適用於開展研究。候選lncRNA的選擇應考慮lncRNA的表達、種類和附近編碼基因的變化。
lncRNAs的生物信息表徵可以使用多種在線資料庫完成。
表達驗證：包括表達驗證和確認lncRNA實際上是非蛋白編碼。
功能驗證涉及lncRNA調控基因表達，以及揭示轉錄物中對其功能重要的特定順式元件。
總結
lncRNA已經被深入研究了幾十年。當時我們還不知道這些RNA代表了基因組中產生的最大的RNA基因家族。RNA測序提供了對人類基因組前所未有的洞察，從而發現了大量的非編碼RNA轉錄物。
lncRNA的研究正以驚人的速度增長。通過查找已發布的RNA測序數據來選擇lncRNA。此外，由於lncRNAs在表達模式上是細胞類型特異性的，單細胞測序技術的持續發展將不斷優化和完善lncRNAs的資料庫。