文献解读 | 一个pRNA靶向位点数据库及其在基因调控中的作用

论文：piRTarBase: a database of piRNA targeting sites and their roles in gene regulation（PiRTarbase：一个pRNA靶向位点数据库及其在基因调控中的作用）

摘要

Piwi相互作用RNA(PiRNAs)是一类小的非编码RNA，通过沉默转座子来保护动物基因组免受突变。此外，最近的研究报告说，pRNAs沉默了各种内源性基因。

在动物体内产生的成千上万种不同的pRNAs并不能很好地与转座子配对，目前，pRNAs的功能和靶点还没有得到很好的研究。PiRTarBase提供了一个用户友好的界面，可以访问预测的和实验识别的pirna目标位点。

用户可以输入感兴趣的基因，并在输入基因上检索针对位点的piRNA列表。或者，用户可以输入一个piRNA并检索其mRNA目标的列表。此外，PiRTarBase还集成了已发表的mRNA和小型RNA测序数据，这将帮助用户识别与生物相关的靶向事件。

重要的是，我们的分析表明，预测方法和实验方法所发现的pRNA位点比每种方法都更有可能对其目标表现出沉默效应。

综合起来，piRTarBase提供了一个综合平台，通过评估各种信息来帮助用户识别功能的piRNA目标站点。

导言

常见pRNA靶向位点

PirScan的预测算法是基于一种健壮的报告分析方法，这使得我们的团队能够优化转基因序列，以便在C.elegans 。而使用PpirScan预测的站点则有力地确定了有助于沉默的站点。

体内它还考虑到了不实际与其预测的mRNA目标相互作用的pRNAs。例如，可能是某些piRNAs在低水平表达，或者一个piRNA及其假定目标在同一发育时期没有表达，或者mRNAs通过抗沉默信号(如周期性的an/tn重复(Patcs)或csr-1 argonaute相互作用(csr-1 argonaute)来保护mRNAs以防止piRNA相互作用。

相反，根据冲突数据预测的目标可能识别与mRNA目标相互作用但实际上并不有助于沉默的目标，例如miRNAs。因此，我们研究了这两种方法(分别使用严格和宽松规则的904个位点和2273个位点)确定的pRNA靶位点是否更有可能代表足以调控mRNA靶点的靶向事件。

的确，就报告的目标而言Xol-1和Y40B10A.2a，只删除一个显示在piRTarBase(21ur-4863和21ur-8264每个基因的靶向位点都足以提高这些基因的表达水平。

此外，PIWI突变体中目标基因的总体mRNA表达水平显著高于用pirScan和Clash两种方法预测的基因，但对于分别使用每种方法识别的基因则不是这样(图)。

此外，当我们比较由pirScan、Clash或两者独立预测的目标基因的22G rna折叠变化时，我们发现，对于使用这两种方法识别的目标基因，总体上22 gRNAs在piw i突变体中显著减少，而对于个别方法所识别的目标基因则不明显(图)。

综上所述，这些观察表明，由pirtarbase提供的常见的piRNA靶位点更有可能对它们的靶点产生调节作用。体内仅通过预测或实验方法识别的站点。

总结与展望

目前，线虫是唯一一种已阐明的pRNA靶向规则，也是唯一进行PIWI冲突的物种。当预测算法或冲突数据在其他生物中可用时，我们将扩展piRTarBase，以包括这些生物体的pRNA靶位点。

例如，由于线虫Prna靶向规则可能在[医]猪瘟病菌由于PIWI之间的高度相似性，我们扩展了piRTarbase，将pirna目标位点包括在[医]猪瘟病菌.

我们相信，piRTarBase为不同背景的研究人员提供了一个用户友好和信息丰富的界面，以研究感兴趣的基因是否受到piRNA的调控，反之亦然。

例如，最近的数量性状位点(QTL)分析线虫已将微生态行为控制和其他基因调控位点定位到第四染色体pRNA簇内的区域。PiRTarBase将使研究人员能够为位于这些QTL中的pRNAs的mRNA靶点确定候选基因，这可能是导致该表型的原因之一。

同样，最近一项将piRNA调控与轴突生长联系在一起的研究的作者线虫将受益于搜索对神经元再生至关重要的基因的能力，并询问这些基因是否被作为再生缺陷基础的特定pRNAs所针对。这种选择性分析在PiRTarBase之前是不可能的。