戚益軍研究組在《自然通訊》發(fā)表論文報(bào)道在擬南芥長(zhǎng)非編碼RNA系統(tǒng)鑒定和功能研究中取得的新進(jìn)展
2018年11月29日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物生物學(xué)研究中心戚益軍研究組在《自然通訊》（Nature Communications） 雜志在線(xiàn)發(fā)表了題為《擬南芥中長(zhǎng)非編碼RNA的系統(tǒng)鑒定揭示反義RNA調(diào)控MAF4基因》（Global identification of Arabidopsis lncRNAs reveals the regulation of MAF4 by a natural antisense RNA）的研究論文。該研究系統(tǒng)鑒定和分析了擬南芥中大量長(zhǎng)非編RNA (long noncoding RNA，lncRNA)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)可調(diào)節(jié)開(kāi)花時(shí)間的NAT-lncRNA，并闡明了其正向調(diào)控正義鏈基因轉(zhuǎn)錄的作用機(jī)制。
近年來(lái)，全基因組和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果表明大約75%的人類(lèi)基因組和50%的擬南芥基因組可轉(zhuǎn)錄成RNA，但蛋白編碼序列只約占其中的1.5%。大量不能編碼蛋白的 RNA進(jìn)入人們的視野，其中包括數(shù)以萬(wàn)計(jì)的lncRNA。LncRNA為一類(lèi)長(zhǎng)度大于 200 個(gè)核苷酸、 不具備蛋白編碼功能的 RNA。根據(jù)與蛋白編碼基因的位置關(guān)系，lncRNA可以分為源于基因反義鏈的 lncRNA (NAT-lncRNA)，與基因序列同向重疊的 lncRNA (OT-lncRNA)，產(chǎn)生于基因間區(qū)的lncRNA (lincRNA) 以及來(lái)自于基因內(nèi)含子區(qū)域的 lncRNA (incRNA) 等。越來(lái)越多證據(jù)表明，lncRNA 通過(guò)多種方式參與基因表達(dá)調(diào)控、染色體高級(jí)結(jié)構(gòu)形成、RNA加工亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)組裝等重要生命活動(dòng)過(guò)程 。
在這項(xiàng)研究中，為了研究植物中 lncRNA對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控功能，戚益軍研究組利用鏈特異性 RNA-seq 結(jié)合生物信息學(xué)分析方法，系統(tǒng)鑒定和分析了模式植物擬南芥中的 lncRNA。該研究共鑒定到了6510 個(gè) lncRNA ，其中包括 4050個(gè) NAT-lncRNA 以及2460個(gè) lincRNA。研究發(fā)現(xiàn)，在不同組織或逆境處理?xiàng)l件下，大量 NAT-lncRNA 與鄰近蛋白編碼基因的表達(dá)呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢(shì)。此外，通過(guò)人工 miRNA 的技術(shù)，沉默部分 NAT-lncRNA 的表達(dá)，可導(dǎo)致鄰近蛋白編碼基因表達(dá)下降，表明 NAT-lncRNA 可正向調(diào)控鄰近基因的表達(dá)。該研究為解讀植物中 lncRNA 的功能和作用機(jī)制提供了豐富的資源和良好的基礎(chǔ)；MAS 正向調(diào)控 MAF4 轉(zhuǎn)錄的機(jī)制解析對(duì)研究植物中大量 NAT-lncRNA 的功能機(jī)制有重要的借鑒意義。
清華大學(xué)生命學(xué)院博士生趙新玥、連璧和現(xiàn)醫(yī)學(xué)院博士后李景睿為該論文的共同第一作者。戚益軍教授和李艷博士為論文共同通訊作者。該研究由國(guó)家自然科學(xué)基金委和清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心提供經(jīng)費(fèi)支持。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07500-7
圖1，MAS調(diào)控MAF4的作用機(jī)制
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