3月29日,學(xué)術(shù)期刊CellResearch在線(xiàn)發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院計算生物學(xué)研究所楊力研究組關(guān)于環(huán)形RNA研究的最新進(jìn)展。研究組利用建立的新型計算分析流程(CIRCpseudo),首次揭示哺乳動(dòng)物基因組中蘊含環(huán)形RNA來(lái)源的假基因,其中小鼠circSATB1來(lái)源的假基因序列可以與CTCF結合,提示這種環(huán)形RNA來(lái)源的假基因序列具有調控基因表達的潛能,以全新的視角揭示環(huán)形RNA可以通過(guò)逆轉座插入到基因組中進(jìn)而改變基因組遺傳信息以及調控基因表達的潛能。
隨著(zhù)新的測序以及相應計算生物學(xué)分析方法的發(fā)展和應用,反向剪接產(chǎn)生的環(huán)形RNA在許多物種中被大量發(fā)現。楊力研究組與上海生科院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所陳玲玲研究組開(kāi)展合作,利用建立的新型計算生物學(xué)手段(CIRCexplorer)在轉錄組大數據中系統發(fā)現特殊反向剪接的發(fā)生,揭示反向剪接發(fā)生的RNA序列基礎及其調控的普遍性規律,全面展示RNA反向剪接成環(huán)的多樣性和復雜性(Zhangetal.,Cell2014)。
在最新的這項研究工作中,科研人員建立并利用另一種全新的計算分析流程(CIRCpseudo),在基因組水平上系統發(fā)掘環(huán)形RNA來(lái)源的假基因序列??蒲腥藛T發(fā)現,在小鼠的基因組中存在至少42個(gè)circRFWD2來(lái)源的假基因序列。更為有意思的是,circSATB1來(lái)源的小鼠假基因序列可以與CTCF/Rad21結合,提示環(huán)形RNA分子在逆轉座插入到基因組中改變基因組遺傳信息的同時(shí),也進(jìn)一步提供了調控基因表達的新潛能。
值得一提的是,在人的基因組中不存在這種circSATB1來(lái)源的假基因序列,因此也不存在該位點(diǎn)的CTCF結合。環(huán)形RNA來(lái)源假基因的發(fā)現,一方面揭示了環(huán)形RNA轉錄本通過(guò)逆轉座改變基因組的遺傳信息,另一方面也提出了更多有待回答的問(wèn)題。比如:是否還有更多的環(huán)形RNA來(lái)源的假基因(在其它物種中)尚未被發(fā)現?環(huán)形RNA逆轉座的分子機制是什么?與線(xiàn)性RNA來(lái)源的假基因有何異同?與線(xiàn)性RNA來(lái)源的假基因相比,環(huán)形RNA來(lái)源的假基因數量相對較少的原因是什么?環(huán)形RNA來(lái)源的假基因是否有表達的潛能?回答這些問(wèn)題需要更多的深入研究。
該研究工作由博士研究生董瑞、張曉鷗和馬旭凱在研究員楊力的指導下完成,得到了生化與細胞所研究員陳玲玲及其博士研究生張楊的大力支持。該項研究得到了科技部和基金委的經(jīng)費支持。