清華戚益軍研究組在擬南芥長(zhǎng)非編RNA系統(tǒng)研究中取得新進(jìn)展

清華新聞網(wǎng)12月3日電 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）期刊在線(xiàn)發(fā)表題為“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。 

MAS調(diào)控MAF4的作用機(jī)制

為了研究植物中l(wèi)ncRNA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l(wèi)ncRNA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

供稿：生命學(xué)院 編輯：華山 審核：襄楠