让你的lncRNA摆脱miRNA的束缚(中)
来源/作者:普拉特泽生物-医学整体课题外包
在上一期中,为大家介绍了组蛋白甲基化和RBP两种lncRNA机制研究的新切入点,估摸着也都忘得差不多了,不如先来复习一下:
如果脑子一片空白,请回看上一篇:
让你的lncRNA摆脱miRNA的束缚(上)
这期我们继续了解一种套路:lncRNA与转录因子。
PS:本来这一期是要把剩下两种机制都讲完的,但是上期发布后收到许多的反馈表示内容实在太多了,脆弱的注意力根本遭不住,所以我们贴心地为各位拆成了两篇来发布。
LncRNA与转录因子(transcriptional factor)
本节关键词:HIF-1α, YB1,BX111,ZEB1
本节相关文献:Hypoxia-induced LncRNA-BX111 promotes metastasis and progression of pancreatic cancer through regulating ZEB1 transcription,oncogene.
转录因子(transcription factor)其实是一类大家比较熟悉的蛋白了,其通过结合靶基因启动子的相关位点,能够促进基因的表达。本节选取的范例文章发表于2018年的oncogene,同时从转录因子对lncRNA的调控以及lncRNA对转录因子的调控两个方面展示了lncRNA与转录因子的研究套路,是一篇说明lncRNA与转录因子相互作用的非常好的范文。
我们还是先通过下面的机制模式图,对思路有个大概的了解。(TF:转录因子)
好了,我们来看看作者具体是怎么操作的。
首先,作者通过catRAPID这个预测软件,发现lncRNA 可能与YB1结合(4a)以及转录因子YB1在ZEB1这个基因的启动子区域存在结合位点。然后,通过临床数据分析,发现YB1与ZEB1(4c)以及BX111与YB1(4d)存在正相关,但BX111与YB1不存在正相关(4e)(注意这里的D图作者使用了starbase里TCGA的数据分析)。接着,还是老两样,作者通过RIP和RNA pull down验证了BX111与YB1的结合(4f,4g,4h),值得注意的是,在h图中作者也用了三种不同的BX111的片段,来确认结合的具体位置。
在确认了BX111与YB1的结合后,作者先是通过WB验证了YB1对ZEB1的表达的调控(5a,5b),利用CHIP验证了YB1在ZEB1启动子区域的结合(5c),利用双荧光素酶实验验证了YB1对ZEB1的转录活性的调控(5d)。接下来通过敲降BX111,利用CHIP实验发现BX111敲降后,YB1在ZEB1的启动子区域的结合降低(5e);最后通过同时敲降BX111与过表达YB1,验证了BX111对ZEB1的调控依赖于YB1(5f,5g,5h)。至此,作者验证了BX111-YB1-ZEB1这一功能轴。
是不是觉得有点眼熟呢,对,我们可以把这里的转录因子类比成EZH2,只是前者是促进基因的转录,后者是抑制基因的转录,但是中间用到的方法和设计的逻辑,都是非常类似的。PS:在这里也忍住不想夸赞一句,本文的作者,对于分组,以及实验的安排都十分的详尽和合理,非常具有借鉴意义。
作者做完了上面一套完整的机制,似乎还有点意犹未尽的感觉,灵机一动,在BX111上游找到了一个转录因子,也就是大名鼎鼎的缺氧诱导因子HIF-1α。如下图6a所示,在BX111的启动子区域存在与HIF-1α结合的片段。同时,在缺氧刺激的情况下(hypoxia以及CoCl造模),BX111以及HIF-1α均存在上升的趋势(6b)。
而通过qPCR以及FISH检测,作者证实了HIF-1α的沉默能够降低BX111的表达(6c,6d)。最后,通过CHIP实验,作者验证了缺氧能够诱导HIF-1α以及Pol II在BX111的启动子区域结合增多(6e,6f);通过双荧光素酶实验,验证了缺氧能够升高BX111的转录活性,而这些结果均能够被HIF-1α的敲降所抑制(6g)。
至此,通过又一套完整的设计,作者得出了缺氧诱导的HIF-1α能够促进BX111的转录的结论。
结合上半部分的结果,我们可以跟着下面所展示的作者绘制的机制图,再梳理一遍lncRNA与转录因子的套路:
如果要做转录因子在lncRNA上游,找到一个可以与lncRNA启动子区域结合的转录因子,通过CHIP验证其两者的结合,通过双荧光素酶实验验证转录调控,qPCR验证转录因子对lncRNA表达的调控。
如果要做转录因子在lncRNA下游,先通过预测找到一个可以与lncRNA本身结合的转录因子,通过RIP和RNA pull down证实其结合,通过WB,qPCR, CHIP,双荧光素酶实验证实lncRNA对转录因子对下游靶基因表达的调控。
关于lncRNA与转录因子的技术总结
1. LncRNA可以受转录因子的调控,也可以调控转录因子的功能,这两种功能可以单独成文,也可以串起来增加文章的丰度。
2. 由于肿瘤的缺氧特性,HIF-1α是最常用作lncRNA的上游调控的转录因子,除了HIF-1α外,还有SP1, P53,也常有文献报道。
3. 上述这篇文献的实验设计很精致,可以作为此套路的范例参考。