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杨力研究组发表环形RNA研究最新进展
作者:杨力研究组    新闻时间:2016-12-28    已被阅读:701

     国际学术期刊RNA Biology近期在线发表了中国科学院上海生命科学研究院计算生物学研究所杨力研究组和生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组关于环形RNA研究的最新进展“Increased complexity of circRNA expression during species evolution”。该研究通过对包括人在内的多物种环形RNA系统比较,发现人源的环形RNA表达最为丰富,而灵长类基因组中特有的Alu短散在核重复序列(short interspersed nuclear elements, SINE)对环形RNA的生成具有重要的作用。

     研究组前期的合作研究系统揭示了内含子互补配对序列对环形RNA表达的关键作用(Zhang et al., Cell 2014)和不同内含子互补配对序列的竞争配对导致的环形RNA可变反向剪接图谱(Zhang et al., Genome Res 2016)。在这项最新的研究工作中,科研人员首先对人和小鼠中的环形RNA表达进行系统性比较分析,发现人源的环形RNA不仅在种类和数量上比小鼠更为丰富,而且表达量较高。通过建立的全新计算分析流程(CSI),研究人员系统衡量了不同物种中的顺式作用元件对环形RNA生成的作用,阐明了人基因组中所蕴含的大量Alu序列具有更强的互补配对能力,其可以显著地提高反向剪接的效率,进而促进环形RNA的生成加工。虽然小鼠基因组内含有的SINE序列可以互补配对,但是其配对能力远小于灵长类特有的Alu序列,这可能是导致了小鼠中环形RNA数目和表达都大大减少的重要原因之一。进一步在人、小鼠、果蝇和线虫中的比较研究表明,环形RNA的表达随着物种复杂性的增加而显著提高,其与基因组中特殊SINE序列的存在密切相关,提示基因组中SINE的快速进化对环形RNA的产生具有显著的调控作用。这一最新的研究表明了人基因组中所蕴含的大量Alu序列是环形RNA在人中高表达的主要原因之一,为深入探索环形RNA的快速进化及其在物种间的功能差异奠定了坚实的理论基础。

     该项研究在杨力研究员和陈玲玲研究员的共同指导下,由计算生物学研究所博士研究生董瑞和马旭凯共同完成,并得到了国家基金委、科技部和中科院的经费支持。

图注:人基因组中的Alu序列(A)和小鼠中的SINE序列(B)对环形RNA的产生至关重要,这些重复序列的快速进化与环形RNA的物种差异表达密切相关。