microRNA与医学科研

microRNA定义：

MicroRNA(miRNA)是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，其在细胞内具有多种重要的调节作用。一个miRNA可以调控多个基因的表达，几个miRNAs的组合也可以用来精细调控某个基因的表达，从而构成体内复杂的miRNA调控网络。

miRNA的发现：

 1993年，Lee等人发现在线虫体内存在一种RNA（lin-4），是一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本，每一个转录本能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达而调节了线虫的幼虫发育进程。这种具有转录后调节功能的小分子RNA就是miRNA。

miRNA的生物合成：

miRNA途径开始于一个miRNA基因的pri-miRNA（Primary miRNA）转录本；这个70－100nt的发卡RNAs（pri-miRNA）在核内被核糖核酸酶Drosha加工处理而最终成为pre-miRNA（Precursor miRNA）；之后pre-miRNA被核输出蛋白exportin 5转运入胞质，接着被第二个核糖核酸酶Dicer消化为21－25nt的miRNA；这个阶段的miRNA可以结合RISC（RNA-Induced Silencing Complex）并与靶标mRNA互补并列；miRNA和靶序列的互补程度决定了靶基因mRNA要不在翻译水平被部分抑制，要不完全断裂。植物体中，断裂似乎是主要的工作方式，而哺乳动物中则以翻译水平的抑制为主要方式。 

miRNA特征：

miRNA前体具有发夹或折叠的二级结构；miRNA与靶基因具有互补性；miRNA5’端和靶基因的结合能力强于3’端；miRNA在物种间具有高度的保守性、时序性和组织特异性；大多数miRNA基因以基因簇形式存在于基因组中。

miRNA作用方式：

之前的研究发现，miRNA可以通过互补配对结合到基因的mRNA的3’UTR，从而抑制该基因翻译。近年来的研究发现，miRNA也可以通过靶向mRNA的5’UTR和CDS区来调节靶基因的表达。植物中miRNA与靶基因几乎以完全互补配对的方式结合，动物中的miRNA和靶mRNA并不完全互补，但是靶点至少有7个碱基与miRNA 5′端互补，才能调控其靶基因。当两者完全互补时，可以导致靶mRNA降解。而当不完全互补时，miRNA则主要通过与靶mRNA的3′UTR结合，阻遏转录后翻译。

miRNAs的功能：

miRNAs参与生命过程中一系列的重要进程，包括早期发育，细胞增殖，细胞凋亡，细胞死亡，脂肪代谢和细胞分化等。最近的研究发现，miRNA在肿瘤、心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森病和艾滋病等多种疾病中都起着重要作用。