3月29日,學(xué)術(shù)期刊CellResearch在線發(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),首次揭示哺乳動物基因組中蘊含環(huán)形RNA來源的假基因,其中小鼠circSATB1來源的假基因序列可以與CTCF結(jié)合,提示這種環(huán)形RNA來源的假基因序列具有調(diào)控基因表達的潛能,以全新的視角揭示環(huán)形RNA可以通過逆轉(zhuǎn)座插入到基因組中進而改變基因組遺傳信息以及調(diào)控基因表達的潛能。
隨著新的測序以及相應(yīng)計算生物學(xué)分析方法的發(fā)展和應(yīng)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(xiàn)。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展合作,利用建立的新型計算生物學(xué)手段(CIRCexplorer)在轉(zhuǎn)錄組大數(shù)據(jù)中系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)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(chǔ)及其調(diào)控的普遍性規(guī)律,全面展示RNA反向剪接成環(huán)的多樣性和復(fù)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(tǒng)發(fā)掘環(huán)形RNA來源的假基因序列??蒲腥藛T發(fā)現(xiàn),在小鼠的基因組中存在至少42個circRFWD2來源的假基因序列。更為有意思的是,circSATB1來源的小鼠假基因序列可以與CTCF/Rad21結(jié)合,提示環(huán)形RNA分子在逆轉(zhuǎn)座插入到基因組中改變基因組遺傳信息的同時,也進一步提供了調(diào)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來源的假基因序列,因此也不存在該位點的CTCF結(jié)合。環(huán)形RNA來源假基因的發(fā)現(xiàn),一方面揭示了環(huán)形RNA轉(zhuǎn)錄本通過逆轉(zhuǎn)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題。比如:是否還有更多的環(huán)形RNA來源的假基因(在其它物種中)尚未被發(fā)現(xiàn)?環(huán)形RNA逆轉(zhuǎn)座的分子機制是什么?與線性RNA來源的假基因有何異同?與線性RNA來源的假基因相比,環(huán)形RNA來源的假基因數(shù)量相對較少的原因是什么?環(huán)形RNA來源的假基因是否有表達的潛能?回答這些問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(dǎo)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。