降解组测序—植物miRNA靶基因筛选新方法
microRNA(miRNA)是一类长度约为19-25nt的内源性非编码RNA，广泛参与基因转录后调控活动，其中多数miRNA具有高度序列保守性、表达时序性和组织特异性。这种非编码的miRNA 分子广泛存在于植物、线虫及动物的细胞中，控制着不仅包括细胞增殖、细胞凋亡、器官发生、个体发育、造血以及肿瘤发生等等调控路径，还可能同时具有肿瘤抑制因子和原发癌基因的功能，因此在癌症的诊断和治疗中亦发挥重要的作用。
通常，miRNA通过与靶基因（mRNA）部分或完全配对，引起基因的翻译抑制或是基因的内切酶剪切来实现对基因的表达调控，在动物体内以基因的翻译抑制居多，在植物体内则以靶基因被剪切占多数。
随着高通量测序技术发展，加上植物 miRNA 通常与 mRNA 进行完全或接近完全的配对引起标靶基因的剪切从而调控基因的表达，出现了一种新的实验方法称为降解组测序 (Degradome Sequencing)，它结合了高通量测序技术与生物信息学分析各自的优势，可用于植物的miRNA靶基因筛选。
降解组测序的原理是，在植物体内绝大多数的miRNA是利用剪切作用调控靶基因的表达，且剪切常发生在miRNA与mRNA互补区域的第十位核苷酸上。靶基因经剪切产生二个片段，5’ 剪切片段和3’ 剪切片段。其中3’ 剪切片段，包含有自由的5’ 单磷酸和3’ polyA尾巴，可被RNA连接酶连接，连接产物可用于下游高通量测序；而含有5’ 帽子结构的完整基因，含有帽子结构的5’ 剪切片段或是其他缺少5’ 单磷酸基团的RNA是无法被RNA酶连接的，因而无法进入下游的测序实验；对测序数据进行深入地比对分析，可以直观地发现在mRNA序列的某个位点会出现一个波峰，而该处正是候选的miRNA剪切位点。
图1 植物降解组测序原理
降解组测序的应用，主要在确认上游miRNA 的剪切基因，进而得知下游影响基因路径。可通过miRNA芯片或利用高通量测序发掘新的miRNA，来获得miRNA 表现量差异，从降解组测序确认 miRNA 剪切哪些基因，再由下游使用表达谱芯片或RNA-seq进一步检测基因表达差异，结合生物信息分析，将植物miRNA 的调控，由上而下整体性进行研究，降解组测序目前在 miRNA 靶基因筛选研究中是一种全新而有效的研究方法。
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编辑: gaowei2010
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