杨雪瑞课题组发觉遍及存正在的同链嵌合RNA：cscRNA
责编 | 酶美
转录组的庞大性是高等生物的标记性特性，是卵白质组多样性的重要泉源，同时也极大扩充了非编码RNA的种类与功效。除经典的RNA可变剪接之外，差别基因间的分子融合孕育发生嵌合RNA（chimeric RNA），也是转录组庞大性的紧张泉源。DNA程度的基因重组与RNA程度的非经典剪赴任件，包罗顺、反式剪接（cis-, trans-splicing）以及相邻基因的转录 “顺读”（transcription read-through），均导致嵌合RNA的孕育发生。嵌合RNA及其融合卵白产品是多种癌症的要害标记物及治疗靶点，在正常细胞或构造中也发觉了多个由顺、反式剪接或转录顺读导致的嵌合RNA，评释转录组多维度的庞大性具有紧张的生物学与病理学意义。
近期，清华大学杨雪瑞课题组通过对大范围RNA测序数据的深度发掘与阐发，发觉一类新的RNA嵌合体，即由基因组DNA的双向转录产品融合形成的异链嵌合RNA，是以将其定名为cross-strand chimeric RNA （cscRNA）。该研究结果颁发于Nature Communications，题为Identification of the cross-strand chimeric RNAs generated by fusions of bi-directional transcripts 。
该研究的创意泉源于对已知RNA融合机制的总结：RNA顺、反式剪接以及相邻基因的转录顺读均依靠于两个RNA接合位点在空间上的靠近。究竟上，孕育发生环状RNA的back-splicing变乱也依靠于RNA 5’端与3’端在空间上的靠近。课题组由此推论：在一段基因组地区内，分别以DNA双链为模版的双向转录产品RNA有很大的窗口在空间上相互靠近，是以，至少在理论上，两个分子间具备了产生RNA融合，孕育发生异链嵌合RNA（cscRNA）的大概性。
cscMap利用RNA双端测序数据判定cscRNA的技能道理
基于以上假说，杨雪瑞课题组开辟了针对性的生物信息阐发流程cscMap，利用被通例RNA测序数据比对流程清除的“垃圾”数据，体系判定异链RNA融合变乱，正确发觉cscRNA并清除技能噪音与潜伏的假阳性。课题组从ENCODE、GEO等大型数据库网络了364套高质量RNA深度测序数据，涉及人、鼠、斑马鱼、线虫、果蝇、酵母、大肠杆菌等多个物种，此中人源数据近300套，笼罩正常构造、原代正常细胞、癌症细胞系等各种样本。cscMap对以上一系列人类样本数据的扫描发觉了大量cscRNA，此中可靠性高、在多个样本中重复显现的cscRNA约3000个。在别的物种中，cscMap也发觉大量cscRNA，其在物种间的守旧性较差，而且随着物种生物庞大度的升高，cscRNA显现频率呈上升趋向。
在人源构造、细胞及别的物种中发觉的cscRNA数目
在构建了cscRNA的物种与构造特异性数据库资源后，课题组通过试验要领验证了多个cscRNA在细胞中真实存在，且具有潜伏的紧张生物学功效，并进一步睁开对其表达、泉源等特性的深入阐发。正如课题所预期的，cscRNA重要泉源于RNA程度的分子融合，而不是DNA程度的基因重组。与lncRNA、miRNA等非编码RNA雷同，cscRNA在细胞中的表达程度差别较大，具有显着的构造特异性。
从其泉源看，cscRNA多泉源于已解释基因及其反义链DNA的对向转录产品，孕育发生cscRNA的两个异链接合位点在基因组上通常非常靠近（10kb之内）。值得细致的是，cscRNA 3’片断的接合位点高度富集于外显子5’端上卑鄙非常窄的区间，但却每每并不恰恰位于5’端。这表示形成cscRNA的异链接合极有大概与pre-mRNA的剪接有关，但并非经典的剪赴任件，而是大概与剪接历程的某种特别有关。
总之，该研究对cscRNA的序列、表达、泉源、漫衍等根本特性得到了比力全面体系的了解，通过对异链嵌合RNA的发觉与剖析，为转录组的高度庞大性睁开了新的维度。与此同时，研究结果也引出一系列关于cscRNA的天生、调控、功效的待办理题目，格外是RNA剪接的庞大调控与cscRNA之间的干系、cscRNA共性或特异性的生物学功效等。而通过对cscRNA一系列特性的深入发掘，本研究为cscRNA的劈头和功效提供了有代价的信息，得到了富厚的数据资源，奠基了下一步研究的底子。
清华大门生命学院王雨亭博士、邹沁博士为论文配合第一作者，杨雪瑞为论文通讯作者。课题组其他成员李发金、赵文溦、徐晖等为本研究做出了紧张奉献，邓海腾课题组为课题提供了质谱数据阐发方面的鼎力大举帮忙。国度卵白质科学研究（北京）办法（清华大学卵白质研究技能中间）及清华大门生物医学测试中间部属基因测序与阐发平台、生物盘算平台及细胞影像平台对本课题各项的阐发与试验提供了鼎力大举支持。
