清華大學生命學院張強鋒課題組和斯坦福大學Howard Chang實驗室合作揭示細胞內RNA結構動態(tài)變化和調控
2019年3月18日，清華大學生命科學學院張強鋒課題組和斯坦福大學Howard Chang實驗室在《自然-結構和分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志上在線發(fā)表了題為《哺乳動物不同細胞組分RNA結構圖譜》（RNA structure maps across mammalian cellular compartments）的研究論文。
RNA結構是轉錄后調控的基礎，對于RNA的合成（即轉錄）、加工（包括剪切、修飾等）、轉運、翻譯和降解等過程都起著重要調控作用。2015年Howard Chang課題組在《自然》雜志發(fā)明的技術icSHAPE可以高通量地獲取整個轉錄組的RNA結構。但是，之前的研究測得的是細胞內所有RNA的平均結構，不能區(qū)分不同空間分布的細胞組分間RNA結構的差異。
本研究通過整合亞細胞分離技術與高通量RNA探測技術icSHAPE，解析了來自于人類和老鼠的兩個不同細胞系染色體上，細胞核內與細胞質內三個組分的RNA結構。研究比較了不同亞細胞定位的RNA結構，并建立了RNA結構動態(tài)變化的位點圖譜。通過關聯(lián)研究，系統(tǒng)性分析了不同類型RNA修飾對RNA結構的影響，以及RNA結構和不同RNA結合蛋白（RBP）結合之間的相互關系。進一步，基于RNA的結構變化，將RNA的N6-甲基腺苷修飾（即m6A）的閱讀器蛋白（reader）分成直接和間接閱讀器（即結構閱讀器）蛋白，以及閱讀器和拮抗閱讀蛋白。論文最后對新發(fā)現(xiàn)的m6A拮抗閱讀蛋白LIN28A進行了驗證。
圖1. 通過亞細胞分離獲取不同細胞組分高精度的RNA結構組
這項研究突出了RNA結構的動態(tài)變化特性，及其在基因調控中的功能意義。并深入解析了RNA結構動態(tài)變化的分子機制，特別是其與RNA修飾、RBP結合之間的相互關系。
清華大學生命科學學院張強鋒研究員和斯坦福大學Howard Chang教授為本文的共同通訊作者。清華大學生命科學學院博士生孫磊，斯坦福大學皮膚病學系博士后Furqan Fazal，清華大學生命科學學院博士生李盼為本文共同第一作者。其他作者包括清華大學生命科學學院唐磊，黃文澤，斯坦福大學James Broughton, Byron Lee和Eric Kool。本研究獲得國家自然科學基金委，清華-北大生命科學聯(lián)合中心，清華大學結構生物學高精尖中心等基金，以及美國國立衛(wèi)生研究院、霍華德·休斯醫(yī)學研究所、Arnold O. Beckman博后基金等資金資助。
論文鏈接https://www.nature.com/articles/s41594-019-0200-7
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