X染色體上的microRNA研究思路來啦

2021-01-20 珠江腫瘤
一、背景介紹

MicroRNAs (miRNA) 是一種小的非編碼RNA,通過影響互補mRNA的翻譯和穩定性,在轉錄後調控基因表達。

X染色體上的miRNA,密度更高,且未被充分研究: 基因組分布分析顯示,Y染色體只有4個miRNA序列(未經過實驗驗證)。而與常染色體相比,人類X染色體有更高密度的miRNAs,因此X染色體上的miRNA序列密度最高這可能提示X染色體上的miRNAs可能對一些X染色體相關的疾病、特性或功能起作用。然而,miRNAs對X染色體相關的疾病、特性或功能的作用仍未得到充分的研究。

本綜述分析了關於X染色體上的miRNAs的文獻和資料庫,試圖了解:miRNAs如何促進出現的性別特異性功能和病理機制,如免疫和癌症;以及其在X染色體非整倍體症候群(如特納症候群和克蘭費爾特症候群)中所起的作用。

女性有兩條X染色體,男性只有一條。這需要某種機制來平衡性別之間的基因劑量和相對於常染色體的基因劑量,以避免存在於X染色體上的可能致命的雙劑量基因。該機制涉及的兩個過程:X染色體失活(XCI)X染色體的上調

已經有研究發現,多達15%的X染色體上的基因可以逃脫這種永久沉默(X染色體失活),個體內和個體之間,它們的數量和組織分布具有很大的可變性:逃脫沉默或錯誤的XCI可以使得某些基因同時表達在女性的兩條X染色體上。

此外,在女性胚胎發育的早期,XCI的過程在所有細胞的等位基因中都是隨機的,從而導致女性成為跨細胞類型的活性X染色體的功能嵌合體

X染色體失活(XCI):沉默一條X染色體上幾乎所有的基因,從而形成部分功能性的X單體;X染色體的上調:在男性或女性中,上調X染色體上的基因導致單個活性X染色體上的基因表達增加。

就算攜帶相同核型的非整倍體症候群患者,其表型也呈多樣性,提示性染色體在表觀遺傳機制上有作用劑量效應可能表現在X染色體上的miRNA上

當劑量補償平衡受到破壞,即形成幹擾劑量補償效應的非整倍性X染色體,會引起非常多樣的症狀,特別是在,由於部分或完全缺乏的第二個X染色體的女性導致的特納症候群(經典核型45,X)和由於攜帶兩個或兩個以上的X染色體的男性導致的克蘭費爾特綜合症(經典核型47,XXY)。

在這兩種症候群中,到目前為止還沒有建立明顯的基因型-表現型關係,而攜帶相同核型的患者可能表現出大不相同的特徵,提示在性染色體非整倍體背後的表觀遺傳機制的作用

到目前為止,一些研究已經致力於這個問題,本質上是基於表觀遺傳機制的分析(如DNA甲基化、組蛋白修飾、近期所研究的X染色體數量的劑量效應)。通過已研究出一系列mRNA的表達譜不難發現,劑量效應可能表現在X染色體相關的miRNA上。但迄今為止,對miRNAs對這些症候群表型的貢獻研究甚少,儘管X染色體上有高密度miRNAs及其在生物學過程中有公認調節作用。

二、研究思路image-20200903194829025三、研究內容3.1 X染色體上的miRNA序列的定位

人類X染色體上的miRNA的數目是到目前為止人類基因組中檢測到的所有miRNAs的10%。根據miRbase資料庫,有118個miRNAs位於X染色體上,其中62個被實驗驗證。

通過查詢Ensembl和miRbase資料庫(https://www.ensembl.org/Homo_sapiens/;(https://www.miRBase.org),將miRNA序列在X染色體上的位置以及它們的基因組背景進行映射,即它們在宿主基因和轉錄鏈中可能的位置,得出了表1圖1的結果。

表1中顯示了一些統計參數:

大約70%的miRNA序列定位在Xq上,Xq是X染色體最古老的系統發育部分;超過一半(62.7%)是基因內的,表明miRNAs和宿主基因的協同調控,特別是當它們被宿主基因的同一條鏈轉錄時,這確實是最常見的情況。

本次研究將注意力集中在62個經過實驗驗證的miRNA後發現,如圖1所示:大多數miRNA是成簇的(77.3%),位於編碼或非編碼基因(66%)。

image-20200902001938374133.2 與X連鎖症候群相關的基因與寄存於基因中的miRNAs的關係

部分miRNA的宿主基因直接參與X連鎖症候群。例如HUWE1

HUWE1

HUWE1是一種E3泛素連接酶,它是不同靶點如抗凋亡蛋白Mcl1[髓系細胞白血病序列1 (bcl2相關)]、抑癌基因p53、核心組蛋白和DNA聚合酶beta被泛素化和降解所必需的。

已有研究發現HUWE1基因突變與X連鎖症候群認知障礙有關:在X連鎖症候群中發現了其拷貝數變異,這與特納症候群患者的一些神經認知障礙可能有相似之處。也有學者提出,在特納症候群(45,X)中應該存在增加的複製數量變異傾向,但是迄今為止沒有研究在其他的性染色體非整倍體症候群中對此進行了研究。

EDA基因,承載著miR-676並且編碼一種屬於腫瘤壞死因子家族的II型膜蛋白,其缺陷是導致外胚層發育不良無汗腺的原因之一,又稱X連鎖少汗性外胚層發育不良

CHM基因,也是miRNA的宿主基因,參與了一種x連鎖疾病脈絡膜病,也被稱為絨膜脈絡膜營養不良,其特徵是脈絡膜、視網膜色素上皮和視網膜的進行性營養不良。

FTX基因。值得注意,兩種不同的miRNA簇也可以寄存於(並且可能是共同調控)FTX基因。

FTX基因位於上遊的含有X-失活中心(XIC)的XIST,產生一長鏈非編碼RNA,在積極調節XIST的表達中發揮核心作用,對x-失活的起始和擴散至關重要。

FTX和miR-374a之間的關係已被報導:FTX基因吸附miR-374a,導致Wnt/β-catenin信號活性的抑制,進而抑制肝細胞癌細胞(HCC)上皮-間質轉化和侵襲;此外,FTX通過結合DNA複製許可因子MCM2抑制肝癌細胞的增殖,與正常肝組織相比,其在肝癌組織中顯著下調。

這些特徵表明了FTX的抑癌作用:結合FTX在女性相對男性肝臟中表達水平較高的觀點,可以推測上述機制導致男性比女性更容易患原發性肝癌

與XCI逃逸相關的miRNA: 雖然XCI逃逸的miRNAs的精確圖譜仍然缺失,但已知一些miRNAs位於已被證明能夠逃脫XCI的基因中,如CTPS2、HTR2C、GABRE、FTX,這表明寄宿於基因的miRNAs也可以逃脫沉默。

關於X連鎖症候群表型的多樣性的原因,已經知道:雌性嵌合體(即兩個親代X染色體之一的隨機失活和克隆傳遞到子細胞)中沉默逃逸的基因或X基因失活的錯誤模式可能導致性別間表達不平衡和性別特異性反應。然而,miRNA對這些現象的作用尚未被探究,儘管每個miRNA的多個靶點的存在可能導致級聯效應,導致基因調控的性別差異更大。

3.3 X染色體上的miRNA在文獻中的報導3.3.1 免疫與腫瘤

根據文獻數據,其中涉及x染色體上miRNAs調控途徑最多的就是免疫和癌症,並且這兩個過程是緊密相關的。

在免疫方面:

男性和女性免疫系統功能的顯著差異已被研究:從兒童到老年,女性免疫系統似乎更靈活、適當和能夠更好地抵禦感染和非傳染性疾病,包括癌症;由於敗血症、損傷或外傷出血引起的休克,女性有較長的預期壽命和較好的生存結果。然而,這一優勢也可能變得有害,因為免疫系統的性別偏好性會增加自身免疫性疾病的易感性。

X染色體在形成免疫功能和自身免疫中的重要性已經被認識到,因為存在一些在免疫中直接或間接發揮作用的位於X染色體的基因,包括toll樣受體家族途徑的幾個成員,其中一些與x連鎖原發性免疫缺陷(PID)有關。許多影響免疫系統完整性和功能的X染色體上的miRNAs強化了女性免疫優勢的概念。

例如文獻中所報導的一些X染色體上的miRNA:

miR-223:在參與免疫調節的X染色上的miRNAs中,miR-223可能是目前研究最多的。miR-223也參與了癌症病理,在骨髓的髓系中表達,並且是中性粒細胞從髓系前體分化的調節因子;它也是炎症反應的負調製器。miR-106:X染色體上的其他miRNAs與造血譜系分化有關。miR-106通過靶向AML-1負向控制單核細胞生成;值得注意的是,miR-106-363簇中的所有miRNAs都具有致癌潛力,並且在人類T細胞白血病中都存在過表達。兩個聚集的miRNA,miR-424和miR-503,以及miR-222,都是X染色體相關的,促進單核細胞分化。

X染色體上miRNA參與有性別偏好的免疫功能,還能通過一項研究報告來佐證,這項報告報導了6 個X染色體上的miRNA**(miR-221, mirR-222, mirR-98, mirR-532, mirR-106和miR-92-a**)在患風溼性關節炎的男性和女性之間的PBMC(外周血單核細胞)中存在不同表達,這種自身免疫性疾病感染女性比男性多三倍。

在癌症方面:

幾種類型的癌症在發病率、流行率和治療反應方面表現出性別差異。

以 PD-1/PD-L1通路為例,許多X染色體上的miRNAs:

直接靶向影響PD-L1轉錄本的穩定性和/或翻譯(即miR-20a/b、miR-106 a/b、miR-513、miR-424);或者幹擾調節其表達的轉錄因子,即靶向影響HIF的miR-18a/b和靶影響STAT3的miR-221/222

PD1受體通過與PD-L1(或PD-L2)結合,誘導T細胞對腫瘤進行免疫監視;PD-1也被認為是免疫檢查點的關鍵分子。

miR-221和miR-222兩個miRNA都位於X染色體上的一個簇中;這兩個miRNA在不同起源的腫瘤中得到了最廣泛的研究,它們的不正常是幾種癌症的標誌。它們作為癌基因miRNAs,通過下調幾個關鍵靶點來控制腫瘤的發展和進展,而且它們的靶點之一可能是細胞周期調節蛋白p27Kip1/CDKN1B。

miR-503:不同的研究表明miR-503具有抑癌作用:在不同的癌細胞系中,miR-503具有細胞周期調控的靶點,如細胞周期蛋白依賴性激酶(CCND1、D2、D3)和細胞周期蛋白(D1和D3);與此一致的是,miR-503在癌症組織中被發現下調。然而,由於目前的研究忽略了性別背景,因此目前還不能評估男性和女性之間miR-503對腫瘤的可能差異貢獻。

乳腺癌中:循環miRNA中的來自X染色體上的miR-106a-363和miR-532-502簇是很有希望用於診斷的非侵入性生物標誌物,因為與健康志願者相比,它們在乳腺癌患者中上調。

miR-532、miR-19bmiR-20b分別通過下調腫瘤抑制子RERG (ras相關和雌激素調節的生長抑制劑)、PTPRG(蛋白酪氨酸磷酸酶受體G型)和PTEN(磷酸酶和緊張素同源物)來作為致癌性的miRNAs;

miR-188和miR-502分別通過抑制TMED3和H4K20甲基轉移酶SET8,而發揮腫瘤抑制作用。

總的來說,還需要進一步的功能性研究來整合不同的謎團,從而全面了解X染色體上的miRNAs可能在乳腺癌中的作用。

基於細胞系實驗的功能研究顯示這些miRNA在乳腺癌中的作用:3.3.2 心血管體內平衡

在心血管系統中,microRNAs的調節能力已經在多個水平上被激活,用於控制各種細胞的功能,如心肌細胞、內皮細胞、平滑肌細胞和成纖維細胞。

每年死於心血管疾病的女性比男性多。基於雌激素可以調控轉錄和miRNA加工,以及一些X染色體上的miRNAs可以逃脫XCI的觀點,可以認為miRNAs參與了心血管穩態的一些性別偏好的過程

該領域的大多數研究都是基於對細胞和循環miRNA的分析,並從小鼠或大鼠模型中獲得了一些對分子機制的見解,這些模型對人類的推斷應謹慎看待。

部分相關文獻的結果:

miR-221/-222除了在癌症中眾所周知的作用外,可能也參與了血管和心臟疾病,因為它們可以間接降低內皮一氧化氮合酶(eNOS)的表達,並且NO損傷是心肌疾病的一個特徵;此外,性別表達差異,至少在小鼠心臟中miR-222表達降低,導致eNOS水平升高。

miR-92a和miR-223分別通過靶向整合素α5和整合素β1抑制血管生成。

miR-424通過靶向合成cullin-2(對泛素連接酶系統的形成至關重要的支架蛋白),促進缺氧環境下人內皮細胞的血管生成,從而穩定了轉錄因子缺氧誘導因子1 (HIF-1),調節調控血管生成和代謝途徑的基因。

3.3.3 男性生育力

X染色體被認為與男性的生育能力有關,因為存在相對大量的睪丸特異性基因。這一結果可能也適用於miRNAs: Guo等人證明,在小鼠睪丸中發現的x相關miRNAs比例最高;此外,人類和小鼠之間的比較表明,X染色體上miRNAs的平均替代率高於其他睪丸中在常染色體上的miRNA,提示miRNA在男性生殖功能和哺乳動物物種形成中發揮了作用。

支持這一假設的是:有一組X染色體上的miRNAs被鑑定為一個非常快速進化的miRNA簇,因為它只存在於靈長類動物中;它們均寄存於非特異的非編碼RNA (LOC105373347)(圖1),並在睪丸組織中優先表達。關於這些miRNAs在男性生育中作用的功能研究仍然缺乏。

在這一miRNA簇中的一個miRNA, miR-513,被證明能夠下調黃體生成素(LH)和人絨毛膜促性腺激素(hCG)受體的表達,這兩種密切相關的激素不僅對男性而且對女性的生殖過程都至關重要;然而,該研究是在原代顆粒細胞培養中進行的,因此需要在人體實驗中進一步驗證。

3.4 X染色體上miRNAs的靶點及其生物信息學功能分析3.4.1 分析方法

本次研究分析了與62個經過驗證組的miRNA直接相關的80個miRNA,因為一些miRNA前體在實驗中可以同時產生-5p和-3p亞型,而且不同的miRNA前體可以產生相同的成熟miRNA。

在miRWalk平臺(http://mirwalk.umm.uni-heidelberg.de/)上將這80個X染色體上的miRNAs進行搜索,檢索它們的所有靶基因【其檢索細節為:通過選擇「miRTarbase」或「TargetScan」和「miRDB」,及「5 ' UTR」,或「3 ' UTR」或「編碼區」並選擇miRNA-mRNA配對的低得分(0.5)】。檢索出了6個不同的靶點列表。這些列表包含了所有經實驗驗證的靶點(miRTarbase工具),或者是經過TargetScan和miRDB工具預測的靶點。

通過在Excel中導出列表,得到了一個包含6675個非冗餘轉錄本的唯一列表,該列表代表了X染色體上miRNAs的整個靶標組。

靶點集合的通路富集分析 在該靶點集合列表中,👉DAVID(用於注釋、可視化和集成發現的資料庫 對KEGG和Biocarta提供的生物通路進行了富集,這促進了從數據採集到生物分析轉變,並且提供了一套全面的功能注釋工具來壓縮大型基因列表到基因功能組,促進了基因/蛋白標識符之間的轉換,將冗餘的和多樣化的術語分組,搜索感興趣的和相關的基因或術語,並在生物路徑上從它們的列表中動態地查看基因。

詳細地說,本次研究的轉錄本列表上的通路富集是通過統計方法定量測量的,包括卡方、Fisher精確檢驗、二項概率和超幾何分布。考慮到這種分析可能增加假陽性率,為了控制結果中的假陽性率,我們選擇Benjamini–Hochberg程序對功能注釋類別進行富集p值的多次檢驗修正。p值小於0.05的生物學途徑認為有統計學意義。

3.4.2 靶向組和生物學通路

miRNA通過下調特定靶點發揮生物學作用;為了能夠獲得關於x染色體上的miRNAs在生物學作用上的新觀點,本研究分析了它們的整個靶標組和相關的生物學途徑。

鑑於miRNA與mRNA的結合可以容忍不匹配,除了種子序列(miRNA的2-8個核苷酸)需要完美互補之外,每個miRNA都可能與數百個mRNA結合。因此,識別整個「真實」的miRNA靶標組仍然具有挑戰,即便關於miRNA在健康和疾病中的作用的信息非常豐富。一般來說,研究的方法首先都是基於生物信息學預測,然後對被多個生物信息學工具預測的靶標進行實驗驗證。

通過上述的研究方法產生了6675個非冗餘轉錄本,代表了X染色體上miRNAs的靶標組。

使用程序DAVID (https://david.ncifcrf.gov/)進行靶基因的途徑富集分析,並且使用KEGG(圖a和補充材料)和Biocarta(圖b)作為參考資料庫,重點研究了顯著富集的通路。

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KEGG指出的最顯著富集的通路是「癌症通路」,然而,x連鎖miRNAs的具體貢獻和/或性別背景仍需要進一步研究。

本次研究發現了兩種工具預測的共同通路,如「p53信號通路」、「MAPK通路」,特別是「細胞周期」及其檢查點。最後的觀察結果已有文獻報導,睪丸X染色體上有miRNAs的靶點富集項,並被認為與精子發生過程中大量而連續的細胞分裂有關。

KEGG通路還指出X染色體上miRNA靶標組參與了「軸突引導」和「神經營養蛋白通路」(分別是第二和第四顯著富集的通路);就miRNA的作用而言,這些領域絕對是未被探索的。

儘管已知X染色體上的基因對神經系統發育和功能的作用,以及已知與X連鎖智力殘疾(XLID)相關的基因和一些預測參與X染色體和常染色體智力殘疾(ID)基因調控的X染色體相關miRNAs。例如,HUWE1是XLID中涉及的一個基因,它攜帶一個miRNA簇,其可能對疾病的作用尚未被探索。

KEGG富集通路的前20個p值評分中出現了「卵母細胞減數分裂」,在完整列表(補充材料)中也出現了「孕激素介導的卵母細胞成熟」:這一領域應在不久的將來進行研究,並且解釋特納症候群患者卵巢衰竭的可能原因。

3.5 microRNAs在特納和克蘭費爾特症候群患者基因型-表型關係中作用的研究特納症候群(Turner syndrome):

女性中部分或完全缺少第二個X染色體會導致特納症候群。

40-50%的特納症候群女性有45,X染色體核型;15-25%有45,X/46,XX染色體嵌合體;約3%有45,X/46,XY染色體嵌合體。20%的病例有X染色體的改變,最常見的是等臂染色體Xq;環狀X染色體也存在Xp或Xq缺失,10-12%的病例有不同數量的Y染色體。表型特徵:包括身材矮小、不育症、心臟畸形、骨骼發育不良、神經認知障礙和自身免疫性疾病,但也有一些外部特徵,如短頸帶蹼和淋巴水腫特納綜合症患者在童年被診斷時,會接受生長激素治療,目的是增加成人的身高,後來會接受性激素替代治療,因為性腺發育不良導致高促性腺功能減退。

特納症候群個體的外部表型和內部異常差異很大,沒有明確的核型-表型關係,不能根據核型預測表型。染色體組型和表型之間的關係被嵌合體複雜化 (存在多個帶有X非整倍體的細胞系),它隨著組織類型和特定的人的年齡而變化,但也表明表觀遺傳學機制的作用。

到目前為止,針對這個問題的研究很少,主要是基於DNA甲基化和組蛋白修飾的分析。

關於miRNAs,一篇論文揭示了miR-320a的作用,發現miR-320a在45名女性的外周血單核細胞和胎兒性腺組織中上調,從而導致其靶點KITLG下調,KITLG對卵巢發育和原始細胞存活至關重要。這可能是特納症候群相關性腺發育異常的部分原因。

miR-320不是一個X染色體上的miRNA,但其表達受KDM5C的調控。KDM5C由一個XCI-逃逸基因編碼,該基因在特納症候群中差異表達。

此外,在45,X核型的特納症候群女性與46,XX核型的正常女性相比,兩者檢測出的循環miRNA有很多不一樣,這些不一樣的miRNA的作用有待進一步明確。

克蘭費爾特症候群(Klinefelter syndrome):

克蘭費爾特症候群男性的特徵是X染色體多出,每660個男嬰中就有1個。

大約80-90%的男性的核型為47,XXY;而其餘的病例則表現為嵌合體,額外的性染色體(例如,48,XXXY48,XXYY49,XXXXY)或X染色體結構異常。患者的睪丸激素水平低。在大部分的這些男性患者中觀察到的高促性腺激素性性腺機能減退症只能解釋克蘭費爾特症候群的幾個典型特徵:如高個身材,男性女乳症。而經常遇到的不孕症是由於在生命早期就發生了輸精管的急劇壞死。

在克蘭費爾特症候群的病案中,廣泛的可變表型譜和症狀的不同嚴重程度表明表觀遺傳因素的作用。有兩項不同的研究對一小組非嵌合克蘭費爾特症候群患者和健康男性外周血細胞中的miRNAs進行了分析,分別發現有89和2個miRNAs存在差異。同樣,在Klinefelter症候群的病例中,miRNA對表型的功能貢獻還沒有被探索。

其他發現:

在特納症候群、克蘭費爾特症候群和其他X染色體非整倍體症候群中發現的可能導致共病的關鍵X染色體相關基因已經被確定。

KDM6A為代表的一個例子,在兩種症候群中參與生殖細胞發育、差異表達和甲基化;另一個例子是KDM5C,它可能在症候群的神經認知發展中發揮作用;TIMP1/TIMP3基因參與了二尖瓣主動脈瓣的形成,可能是Turner症候群中主動脈夾層發生率較高的原因。SHOX基因(身材矮小同源框)位於Xp22.23上,是唯一與特納症候群表型特徵(即身材矮小和骨骼生長)真正相關的X染色體基因。功能依賴於劑量,從而導致特納症候群身材矮小,並導致其他X染色體額外的X非整倍體狀態身材增加(47,XXX;47歲,XXY;48歲的XXYY)。

關於miRNA,目前只能進行推測。例如:

與免疫功能的關係:考慮到在免疫中起作用的X染色體上miRNAs的數量,典型的就是特納症候群患者中有很多患有自身免疫性皮膚紅斑的患者;同樣地,Klinefelter綜合症男性(47,XXY)罹患系統性紅斑狼瘡(SLE)和其他自身免疫性疾病的風險與女性相似。**因此,X染色體缺失(如特納症候群)和X染色體過多(如克蘭費爾特症候群)都會增加自身免疫性疾病的風險。**所以,X染色體的數量,以及隨之改變的X染色體上基因和miRNAs的劑量,可能對免疫穩態的維持或喪失至關重要。

與男性不育的關係:基於上述文獻中討論的一些數據,可以推測X染色體上的miRNA在克蘭費特症候群男性不育中的作用:miRNA對男性生育至關重要,其由敲除其加工酶Dicer表明了這一點;在小鼠睪丸中觀察到的X染色體上的miRNAs比例最高;在減數分裂期間,有86%的X染色體miRNAs逃脫X失活,因此可能對精子發生期間的基因表達調控至關重要。

與糖尿病的關係:本次研究使用了OMIM作為參考資料庫(DAVID search),查詢了「是否已知X染色體相關miRNAs的靶標組與疾病有關」得到的8個具有統計學意義的條目中有5個是「糖尿病」;同樣的,根據KEGG查詢得出「胰島素信號通路」一直是最多涉及的通路之一。

考慮到成年特納症候群和克蘭費爾特症候群患者中糖尿病出現的頻率增加了4到6倍,這些生物信息學結果應該進行實驗研究。

總的來說,關注miRNA對特納症候群和克蘭費爾特症候群表型的作用將使對症候群發展和相關疾病的理解上升到一個新的水平,可能也包括治療方法。例如,需要系統地研究含有miRNAs的特定X區域的缺失或複製、其潛在靶點的失調,以及具體的臨床特徵之間的相關性。

此外,在血細胞以外的不同組織上的miRNA分析可以促進對X-非整倍體和正常個體之間差異表達的miRNA的功能分析,這些研究還可能為開發新的治療方法鋪平道路。

四、討論和觀點

女性似乎比男性擁有更大的miRNA機制:與Y染色體和常染色體相比,X染色體包含的miRNA數量最多。考慮到這些小的非編碼RNA的調控能力,可以推測出在性別特異性表型和發病機制和/或病理反應中,提示miRNA發揮了很大作用。

同樣在細胞水平上,觀察到攜帶XX或XY染色體的細胞對應激刺激的反應存在差異,miRNAs可能具有直接作用。但是大多數基於miRNA的研究忽略了性別背景。

某些性別偏好的特定的miRNAs的表達可以解釋性別不同的病理生理條件。這個研究領域應該在未來進行探索,以填補臨床數據和我們理解某些性別偏好疾病的分子機制之間的空白,也可以在可能的新治療方法方面進行探索。

到目前為止,大多數X染色體相關的miRNA的功能沒有被探究。此外,在本綜述中,只參考了被實驗驗證過的X染色體上的miRNA,但它們大約只佔X染色體miRNA含量的一半;其他的miRNAs都應得到驗證,以全面了解它們對X染色體特性的作用以及在X非整倍體症候群發病機制中的意義。

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    近日,美國懷特海德研究所的科學家們首次展示了赫裡福德牛完整的、高解析度的Y染色體序列。論文指出,為產生更多雄性後代,公牛的Y染色體「自私地」進化出了幾十個相同的睪丸特異性基因副本,當然,X染色體也有相應反擊。相關研究於當地時間11月18日在《基因組研究》雜誌中發表。
  • Nature發布首個人類X染色體完成圖,長讀長測序盡顯優勢
    取而代之的是,研究人員通常將基因組分割成較小的片段,然後分析每個片段,最後將這些較短的DNA序列組裝到一起。論文共同通訊作者,來自NHGRI的Adam Phillippy將這個過程比作完成一個拼圖:「想像一個要重建某份拼圖的遊戲。如果你使用的是較小的碎片,則每塊碎片都包含了較少的『上下文』信息來弄清它的來源,特別是在拼圖中某些沒有獨特線索的部分,例如一整片藍天。
  • 性別決定染色體!Y染色體長度退化為X染色體的1/3
    美國遺傳學家、諾貝爾獎得主Hermann Muller在1914年就指出,性染色體均來自常染色體,因為Y染色體上幾乎所有的基因都可以在X染色體上找到等位基因。X、Y染色體共同決定了人類以及其他哺乳動物的性別。   以人為例,當你的父母都給你X染色體時,後代會表現出女性特徵,當你的父母分別給你Y和X染色體時,後代則會表現出男性特徵。
  • Nature:X染色體沉默新進展
    在雌雄哺乳動物個體中,X染色體的數目不同,為保證雌性個體不會有多餘的X染色體基因產物,需要一種途徑來解決雌雄個體X染色體計量上的差異,在雌性哺乳動物中,通過劑量補償(dosage compensation)來隨機失活2條X染色體中的一條。Xist基因與X染色體失活有著密切關係,在雌性個體中,失活的X染色體周圍包裹著大量Xist基因的轉錄物。
  • 高通量測序解析X染色體失活
    相關成果公布在11月21日的《細胞》(Cell)雜誌上。 文章的第一作者是Magnuson實驗室的博士後研究員Mauro Calabrese,他表示,「這是一個典型案例——通過X去活性方面的基礎研究,提出了一種旗艦模型,能用於了解非編碼RNAs如何能精密操控基因表達大型調控的。簡而言之,就是嘗試了解細胞如何調節基因表達的。
  • 神奇的X染色體
    人類有兩條決定性別的染色體——分別是X染色體和Y染色體,它們看起來就像字母表中的X和Y。2. 男性有一條X染色體和一條Y染色體,女性有兩條X染色體。3. 男性可從母親那裡獲得一條X染色體。4. 女性的X染色體一條來自母親,一條來自父親。5. X染色體的大小約是Y染色體的5倍。6.
  • 女性X染色體隨機失活的規律
    生物谷報導:Warwick大學研究人員最近揭開了女性細胞在其兩條染色體之間隨機選擇的奧秘。    男性細胞有X染色體和Y染色體,女性細胞有兩條X染色體,意味著性別為女的受精卵在發育的早期階段需要沉默兩條X染色體中的一條。這個過程非常關鍵,出錯會導致嚴重的遺傳疾病。細胞中的兩條染色體都有自殺基因XIST。
  • JNCI:Y染色體低表達易患癌!研究發現Y染色體極度低表達與男性癌症...
    近日,巴塞隆納全球衛生研究所的Alejandro Cáceres和Juan R González等研究發現,Y染色體上基因的極度低表達(EDY)與男性癌症發生率升高相關。體內細胞存在EDY現象的男性,癌症發生率比常人高了2.66倍。這一研究發表在JNCI上[1]。
  • Nature新研究:真正的癌基因竟然不在染色體上
    1965年,在著名醫學期刊柳葉刀《the Lancet》上發表了一篇研究,作者在觀察來自癌症患者的癌細胞時發現,癌細胞在細胞分裂過程中,除了我們常見的完整的染色體外,會在染色體外出現一些細小的被染色的顆粒。不過,這些細小的染色體顆粒在當時並沒有引起特別大的關注。
  • 決定性別的染色體之——X染色體
    人體是由億萬個細胞構成的,每個體細胞中有23對(46條)染色體,其中的22對是常染色體。男性和女性的常染色體都是相同的。餘下的一對叫性染色體,男女各不相同。代表女性的X染色體是一條大小介於6號和7號染色體之間的較大染色體,而代表男性的Y染色體則是一個小不點。
  • 人類的X、Y染色體是同源染色體嗎
    關於同源染色體的概念,高中生物學教材中是這樣解釋的:配對的兩條染色體,形狀和大小一般都相同,一條來自父方,一條來自母方,叫做同源染色體。 人類體細胞核中含有23對染色體(22對常染色體和1對性染色體)。對於女性來說,細胞中的每一對染色體都是一個來自母方,一個來自父方,有同樣的大小,形狀,基因座,在細胞分裂過程中可以重組互換,因此女性細胞內的23對染色體均為同源染色體。男性細胞中的22對常染色體毫無疑問也是同源染色體。
  • 基因組與新興生物技術整合研究思路拓展
    從目前的發展狀況來看,在基因組研究中,利用常規研究技術及單一組學研究方法在衝擊頂級文章的過程中,對於技術的新穎性及物種生物學問題挖掘的深入性還是有所欠缺的,因此在組學整合的前提下,可嘗試引用最新分子生物學研究技術,以為衝擊高分文章「添磚加瓦」。