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中國學(xué)者Cell子刊揭示基因組“暗物質(zhì)”中環(huán)狀RNA新分子
點擊次數(shù)：1144 發(fā)布時間：2013-10-9
*，人類基因組中存在大量被稱為基因組“暗物質(zhì)（dark matter）”的非編碼序列，包括基因間非編碼序列、內(nèi)含子非編碼序列等。基因間非編碼序列轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生線形長非編碼RNA分子，具有5’帽子和3’尾巴結(jié)構(gòu)；而內(nèi)含子非編碼序列轉(zhuǎn)錄生成的RNA在剪接后被核酸外切酶快速降解，多數(shù)沒有生物學(xué)意義。陳玲玲研究組的研究成果發(fā)現(xiàn)了來源于內(nèi)含子的環(huán)形非編碼RNA新分子（circular intronic RNA, ciRNA），驗證其在多種人源細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在，揭示其成環(huán)關(guān)鍵核酸序列及機(jī)制（即利用這些成環(huán)關(guān)鍵核酸序列誘導(dǎo)線形RNA成環(huán)）。
更為重要的是，研究還揭示了部分ciRNAs定位在其轉(zhuǎn)錄位點附近，并通過和RNA轉(zhuǎn)錄聚合酶Ⅱ復(fù)合物的互相作用，順式調(diào)節(jié)其本位基因的表達(dá)水平。這項研究是該研究組在去年發(fā)表了內(nèi)含子來源的sno-lncRNAs（Molecular Cell 2012年度*研究論文之一）后的又一重要發(fā)現(xiàn)。這些研究成果不僅發(fā)掘了蘊藏在人類基因組“暗物質(zhì)”中的非編碼RNA新分子，而且深入探索了這些新的長非編碼RNA分子在基因表達(dá)調(diào)控中的重要功能作用。
zui早的環(huán)形RNA分子在20世紀(jì)70年代于RNA病毒中發(fā)現(xiàn)。今年初，大規(guī)模測序證實了哺乳動物細(xì)胞內(nèi)存在環(huán)形RNA，其通過“外顯子反向剪接成環(huán)（back splice circularization）”形成，定位于細(xì)胞漿中，可以調(diào)控microRNA的功能。值得一提的是，陳玲玲研究組發(fā)現(xiàn)的ciRNAs與這些已知的細(xì)胞漿環(huán)形RNA在產(chǎn)生來源、加工生成、細(xì)胞內(nèi)定位以及功能調(diào)控方面均有顯著不同：ciRNAs來自于內(nèi)含子序列，其生成依賴特定的成環(huán)關(guān)鍵核酸序列；成熟的ciRNAs定位在細(xì)胞核內(nèi)并調(diào)控其本位基因的轉(zhuǎn)錄速度。因此，該項研究工作發(fā)現(xiàn)的內(nèi)含子來源的環(huán)形RNA分子，在結(jié)構(gòu)和概念上都是一類新型的長非編碼RNA分子，進(jìn)一步豐富了人們對真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組表達(dá)調(diào)控多樣性的認(rèn)識。
該工作在當(dāng)期Molecular Cell作為研究亮點（Issue Highlights）并獲得專評（preview）；該研究同時也獲得了zui近出版的Nature期刊的研究亮點專評（Research Highlights），題目為“環(huán)形RNA促進(jìn)基因表達(dá)（RNA boosts genes on a loop）”。
生化與細(xì)胞所博士研究生張楊和計算生物學(xué)所博士研究生張曉鷗為本文的共同*作者，該研究工作得到了國家基金委、科技部、中科院和上海市科委的經(jīng)費支持。