在植物中发现的miRNA由于和靶标mRNA完全互补配对, 故植物中miRNA作用靶标的大规模鉴定普遍采用miRNA过表达和基因表达芯片相结合的方法。首先瞬时高表达特定miRNA,然后提取总RNA,利用生物芯片寻找mRNA表达水平下降的候选基因, 之后进行生物信息学分析, 找出表达水平下调的miRNA的3’UTR区与miRNA seed reagion 区互补配对的保守序列。与前面的方法相比，该方法存在明显的优势：在表达水平下调的miRNA中寻找靶基因降低了搜寻的范围, 使得预测更准确、快捷。但该方法也存在缺陷：（1）生物芯片得到的数据无法区别直接相互作用还是间接作用；（2）在哺乳动物中miRNA主要抑制靶基因的翻译, 故该方法只能用于鉴定靶Mrna水平变化的基因;(3)该方法数据的最后分析还是基于已知的miRNA和靶标相互作用的规律, 无法直接得到miRNA的结合位置和系统的结合规律。 免疫共沉淀和生物芯片结合：
近年兴起的免疫共沉淀和生物芯片相结合的方法避免了miRNA过表达和基因表达芯片相结合的方法的缺陷, 可以直接得到和特定miRNA相结合的直接作用靶标。该方法由欧洲分子生物学实验室的Cohen首创。他在果蝇细胞中系统地鉴定了肌肉特异性的miRNA-1的108个靶基因, 其中32个靶基因的3’UTR区存在seed reagion,而其他的靶标却不存在, 这提示miRNA和靶标的相互作用可能存在其他的配对方式, 也可能miRNA发挥作用不仅仅局限于3’UTR。最新的研究表明, 在哺乳动物中miRNA也可靶定基因的编码区进而抑制翻译并促进靶mRNA的降解。该方法的唯一缺陷在于不能确定miRNA的具体结合位点
和结合方式。
miRNA过表达和蛋白质组学相结合：
2008年3月, 美国的研究人员利用基因表达芯片和蛋白质组学相结合的系统鉴定了miR15/16的体内作用靶标, 揭示了miR15/16作为抑癌基因在白血病发生过程中的作用, 系统地阐述了miR15/16的调控网络。他们首先利用基因表达芯片得到了在高表达miR15/16基因簇时表达水平变化的mRNAs, 然后再利用双向电泳和质谱相结合的方法鉴定出蛋白水平发生变化的基因。该方法在miRNA靶标的鉴定方面无疑更直接, 但是, 质谱在鉴定低表达量蛋白方面的缺陷和高耗费, 限制了该方法的应用。