开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
- 综述
lncRNA,即长非编码RNA(Long non-coding RNAs,lncRNAs)是新近发现的一类内源性RNA分子,其长度一般超过200 个核苷酸,在极少数情况下可编码功能性短肽。LncRNAs影响蛋白编码RNA的表达和稳定性。它们还影响DNA甲基化、染色质以及随后的基因沉默或激活。lncRNAs的异常表达与多种人类疾病有关,包括糖尿病。
许多lncRNAs被证明以一种明显的顺式作用机制调节同一染色体上相邻基因的转录。这些lncRNA似乎在其合成位点附近发挥作用,要么以RNA依赖的方式介导环到其转录目标的启动子区域,要么利用RNA独立的机制局部改变染色质状态。相比之下,lncRNA转录物也被认为可能在不影响其基因组邻接基因转录的情况下调节反式表达中的基因表达。反式作用的lncRNAs包括参与介导DNA损伤反应的p53诱导的lncRNAs,从细胞周期基因启动子内转录的lncRNAs,在多能性和世系分化控制中起作用的lncRNAs,以及剂量补偿中起调节作用的lncRNAs。其他例子包括结合和调节含有转录因子Dlx2的同源域活性的Evf‐2和Hotair,一种从HoxC位点转录的lncRNA,它调节反式中HoxD簇基因的活性并与全基因组800多个区域的染色质相互作用。因此,LncRNAs有可能与染色质相互作用,并在全基因组范围内特异性定位多个不同的点。也有研究表明单个lncRNA转录物可以结合并调节不同染色体上不同于其合成位点的多个转录调控元件的活性。目前已经研究了越来越多顺式作用的lncRNA的作用机制,并揭示了RNA分子和lncRNA转录在调节基因组邻近基因表达中的作用。除此之外,能够调节基因组局部和远端基因表达的lncRNA分子的作用方式也已经被发现,并且通过基因组范围靶点调节细胞功能的lncRNA可能比先前预期的更广泛。
ROIT即regulator of insulin transcription,胰岛素转录调节因子。最近的研究已经在人类胰岛beta;细胞和小鼠胰岛细胞中发现了数千个lncRNAs。很大一部分人beta;细胞lncRNA受细胞外葡萄糖浓度的调节。而目前关于表观遗传学在2型糖尿病(T2D)中的作用的研究中,已经与部分人提出了选择性候选基因的DNA甲基化:DNA甲基化最初被认为是一个沉默标记,然而,最近的数据显示,它的功能可能随着基因组背景的变化而变化,比最初设想的要复杂。有研究发现,肥胖通过HNF1B降低ROIT的表达:ROIT与DNA甲基转移酶3a结合,通过泛素-蛋白酶体途径导致其降解,因为NKX6.1启动子经常受到DNA甲基转移酶的调节,致使Nkx6.1启动子的甲基化被阻断,下调NKX6.1的表达,从而影响胰岛素转录和葡萄糖稳态。这表明肥胖可能与lncRNAs表达谱的明显改变有关。
此外,肥胖介导胰岛素抵抗从而引起二型糖尿病的过程也非常重要。胰岛素抵抗是指对一定剂量胰岛素的反应低于正常水平,导致患者出现糖尿病、高脂血症、动脉硬化和高血压等多种病理问题。脂肪组织被认为是体内最大的内分泌器官,分泌多种脂肪因子,如肿瘤坏死因子alpha;(TNF-alpha;)、抵抗素、内脂素和瘦素。脂肪因子参与调节葡萄糖代谢、胰岛素信号传导途径、脂质和脂蛋白代谢及炎症反应,从而引起2型糖尿病(T2DM)、代谢综合征和动脉粥样硬化性心血管疾病等。在代谢紊乱和肥胖中,脂肪因子的循环水平大多失调。如CTRP家族,一个新发现的高度保守的脂联素家族,由15个成员组成(CTRP1-CTRP15),即被证明在胰岛素介导的葡萄糖摄取中对葡萄糖代谢有良好的作用。而肿瘤坏死因子a(TNF-alpha;),在胰岛素抵抗状态中也起重要作用。除此之外,一类在转录后水平上调节基因表达的,短的非编码RNA,MiRNA,由于其作为转录后调控因子的作用,也有证据表明它的调控失调与脂肪发生改变有关,从而导致肥胖,进一步引起胰岛素抵抗从而导致二型糖尿病的发生。
- 实验目的
(1)掌握lncRNA ROIT的亚型结构;
(2)学会用生物信息学方法判断lncRNA ROIT是否有编码蛋白的能力;
(3)掌握用qPCR、ELISA法检测胰岛素转录能力;
三、实验步骤
(一)胰岛beta;细胞(MIN6细胞)的培养和传代
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