長鎖ノンコーディングRNA
FANTOM5では、さまざまなヒト試料から27,919種類ののlncRNAが同定されている。
定量的観点からは、lncRNAの存在量はmRNAの約1/10であり、タンパク質コーディング遺伝子と比較して、lncRNAの発現レベルは個々の細胞間での変動が大きい。一般的に、lncRNAの大部分(約78%)が組織特異的な特徴を持つのに対し、mRNAでこうした特徴を持つものはわずか約19%である。組織特異性の高さに加えて、lncRNAは発生段階での特異性の高さや、ヒトの大脳新皮質などの組織でみられるように細胞のサブタイプによる特異性によっても特徴づけられる。2018年には、既存のデータベース、発表文献、RNA-Seq(英語版)データの解析に基づく新規RNAアセンブリの包括的統合によって、ヒトには270,044種類のlncRNA転写物が存在することが明らかとなった。
哺乳類と比較して、植物のlncRNAの広がりに焦点を当てた研究は比較的少ない。しかしながら、37種の高等植物と6種の藻類を対象とした広範な研究では、in silicoアプローチによって約200,000種類のノンコーディング転写産物が同定され、植物のlncRNAのレポジトリとしてGreeNC(英語版)が設立されている。
慢性リンパ性白血病、大腸がん、肝細胞がんの解析では、これら3種類のがんの全てで正常細胞と比較して超保存ncRNAの発現プロファイルの異常が発見されている。超保存ncRNAの1つに関するさらなる解析からは、大腸がんでアポトーシスを緩和して多数の悪性細胞を増殖し、がん遺伝子のようにふるまっていることが示唆されている。このようにがんにおいて明確な特徴を示す超保存部位の多くは、ゲノムの脆弱部位やがんと関係した領域に存在する。悪性化過程においてこうした超保存ncRNAの発現の異常がみられるのは、それらがヒトの正常な発生過程において重要な機能を果たしているためである可能性が高い。
多くの関連研究において、病態と関係した一塩基多型(SNP)がlncRNAにマッピングされている。例えば、心筋梗塞の感受性座位として同定されたSNPにはMIAT(英語版)と呼ばれるlncRNAがマッピングされている。同様に、ゲノムワイド関連解析により同定された冠動脈疾患と関連した領域にはANRIL(英語版)と呼ばれるlncRNAが含まれている。ANRILはアテローム性動脈硬化の影響を受けた組織や細胞種で発現しており、その発現の変化は冠動脈疾患の高リスクハプロタイプと関連している。
トランスクリプトームの複雑性とその構造に関する我々の理解の進展は、病態と関連した多くの多型の機能的基盤の再解釈につながる可能性がある。
機能的な反復配列ドメインの存在は、Kcnq1ot1(英語版)、Xlsirt、Xistなどの既知のいくつかのlncRNAに共通した特徴である。
熱ショックのほかにも、ウイルス感染などの細胞ストレス時や一部のがん細胞でSINE(Alu、B1、B2など)の発現は増加しており、同様に遺伝子発現の全般的変化を調節ている可能性がある。AluやB2 RNAのRNAP IIへの直接的結合は、転写を幅広く抑制する機構となる。しかしながらこの全般的応答には例外があり、熱ショック遺伝子など誘導が行われている遺伝子の活発なプロモーターにはAluやB2 RNAは存在しない。こうした個々の遺伝子を全般的抑制から除外する階層的調節にもまた、HSR1(heat shock RNA 1)と呼ばれるlncRNAが関与している。哺乳類細胞中でHSR1が不活性状態で存在しているかに関しては議論があるが、HSR1はストレスに際して活性化され、熱ショック遺伝子の発現を誘導する。この活性化には温度上昇に応答したHSR1のコンフォメーション変化が関与しており、それによって転写アクチベーターHSF1(英語版)との相互作用が可能となり、HSF1は三量体化して熱ショック遺伝子の発現を誘導する。これらは、AluやB2 RNAが遺伝子発現を全般的に抑制する一方で、他のncRNAが特定の遺伝子の発現を活性化するという、ncRNAによる入れ子状の制御回路の例を示している。