miRNAs是一类由发卡结构的转录物而形成的短的单链非编码RNA，长度一般在19-25个nt。miRNA发挥作用的方式是通过和编码蛋白的mRNA的3‘UTR区域进行互补结合，从而抑制mRNA的翻译或者直接导致mRNA的降解，起到一个负向调控基因表达的效果。
通过计算机模拟计算，研究人员发现单个miRNA平均可以抑制超过100个mRNA的表达（或者降解）。如果大家还记得上一篇文章中的内容，目前在人类中发现的miRNA超过2000个，从理论上而言，miRNAs 总共可以抑制超过20万个mRNA，由于miRNA的下游靶基因在一定程度上具有重叠，因此目前的理论认为：超过60%的人类蛋白编码基因的3’UTR都含有miRNA结合位点。
由此，我们完全有理由将miRNAs看成是人体内最为复杂及庞大的一大类基因调控分子。基于miRNAs对于基因表达的强大调控作用，这类分子在病理情况下也同样发挥了重要的作用并不会让研究者感到意外（前几年对于miRNAs研究的追捧也印证了这类分子对于研究人员的吸引力）。从本篇开始，老谈将就miRNA在肿瘤中的作用进行一次较为全面的梳理和介绍。（哈哈，请大家相信老谈一定可以介绍清晰，而不是仅仅像酸菜那样口若悬河、滔滔不绝，看时心潮澎湃，看完内心依旧虚无······）
miRNA的生物合成及功能
整个miRNA在体内的生物合成过程始于细胞核，终于胞质，可以将整个miRNA的生物合成过程分为三个主要的事件：收获（cropping），核转运（nuclear export）及修剪（dicing）【参考文献1-4】。由于老谈平时英文文献看得多，但是对于英文词汇的翻译功夫花得时间少，因此如果翻译不太准确，请大家见谅。
首先，含有miRNA序列的基因通过RNA聚合酶II（Pol II）进行转录，形成带有5'帽子（5'cap）及3'PolyA结构的原始miRNA分子（primary miRNAs，pri-miRNAs）。这类pri-miRNAs长度往往有几个kb长，通常呈现出茎环结构（stem-loop），而成熟的miRNA序列则包含在这些茎环结构中。
在原始miRNAs（pri-miRNAs）向成熟的miRNA形成过程中，首先发挥作用的是Drosha/DGCR8 异源二聚体（heterodimer）。它的作用切割原始miRNAs的茎环并形成长度约60-100nt的呈发卡结构（hairpin-structure）的前体miRNA（precursor-miRNA，pre-miRNAs）。从原始miRNAs中切割出发卡结构的前体miRNAs的过程，被称为收获（cropping）。
呈发卡结构的前体-miRNA可以被Exportin-5（XPO5）及其协同蛋白Ran-GTP所识别，并将前体-miRNA从细胞核中转运到胞浆内。
前体-miRNA在胞浆内被RNase III 酶Dicer所切割，并释放长度约22 nt的双链miRNA。人体内Dicer 酶可以和两个相关的蛋白相互作用，一个是TRBP（transactivation response RNA-bindingprotein）；另一个是PACT（proteinactivator of the interaction, 也有被称为PRKRA）。老谈之所以要提到TRBP和PACT这两个分子，不是因为它们对于Dicer酶的活性有影响，而是因为这两个分子会影响miRNA的功能。但是TRBP和PACT介导的详细分子机制还不清楚。
当双链miRNA形成后，它们和Argonaute（Ago）相互作用，从而形成RISC复合物（RNA-induced silencing complex，RNA诱导的沉默复合物）。两条RNA链中的一条链保持和Ago蛋白的结合，这条链就是成熟的miRNA（有时也被称为导向链，guide strand ）；另一条链（有时也被称为passenger strand 或者用miRNA*表示）被降解。miRNA通过与靶标mRNA的结合，将Ago蛋白靶向至靶标mRNA。
由于miRNA是通过调控靶标mRNA后发挥作用的，因此如何发现及鉴定miRNA下游的靶标mRNA是该研究领域内最为重要的课题和方向。
在预测miRNA下游靶标的领域内，最新的计算机算法会考虑如下的因素：
1）物种间的进化保守性；
2）种子序列；
3）靶标中的miRNA结合位点的数量；
4）结合区域周围的序列影响。
现在常见的miRNA靶标分析算法根据是否考虑物种间的保守性，可以分为两大类：
1）基于物种间保守性的算法和
2）不考虑物种间保守性的算法。
目前常用的miRNA下游靶基因预测的软件/算法都是基于物种间保守性的，常见的算法/网站，包括miRanda，PicTar，TargetScan和DIANA-microT。PITA和rna22算法不仅考虑了物种间的保守性，还考虑了其他的参数，例如miRNA与靶基因结合的自由能（free energy）及结合区域的二级结构。
尽管miRNA的靶基因在持续地发现，但是考虑到至少60%的基因都可能受到miRNAs的调控，目前所发现的受到miRNA调控的靶基因依然只是极少部分。因此，如何有效、快速地发现miRNAs下游的靶基因，不仅是一个科学问题，更可以加深我们对于miRNA调控机制的研究并指导我们开发具有治疗意义的miRNA靶标。
【参考文献】：
1. Kim VN, HanJ, Siomi MC. 2009. Biogenesis of small RNAs in animals. Nat. Rev. Mol. CellBiol. 10:126–39
2. Kim VN. 2004. MicroRNA precursors in motion: Exportin-5 mediates theirnuclear export. Trends Cell Biol. 14:156–59
3. Kim VN. 2005. MicroRNA biogenesis: coordinated cropping and dicing. Nat.Rev. Mol. Cell Biol. 6:376–85
4. Lee Y, Jeon K, Lee JT, Kim S, Kim VN. 2002. MicroRNA maturation: stepwiseprocessing and subcellular localization. EMBO J. 1:4663–70
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