3月27日,國際學術期刊《BMC基因組學》(BMC Genomics)在線發表了中科院上海生命科學研究院計算生物學所楊力研究組和生化與細胞所陳玲玲研究組的最新合作研究論文Prediction of constitutive A-to-I editing sites from human transcriptomes in the absence of genomic sequences。該項研究發展了一新的計算分析流程,在不需要相應基因組信息的情況下,僅通過對多個樣本的RNA轉錄組信息進行比較,發現了體內存在的大量成簇RNA編輯新位點及其組織差異性調控。
在高等生物中,最主要的RNA編輯是A(adenosine)-to-I(Inosine) 的修飾,其受到蛋白酶ADAR(adenosine deaminases that act on RNA )的催化調控,編輯後腺苷酸(A)變成了次黃嘌呤核苷酸(I)。在翻譯水平上,次黃嘌呤核苷酸(I)被識別為鳥核苷酸(G),因此在該位點的編輯相當於A到G的轉換,從而改變了所在位置的編碼胺基酸序列,豐富了基因的多樣性和多能性。同時,存在於非編碼區的RNA編輯也可以通過影響RNA的可變剪接和細胞內定位等途徑來改變RNA分子的功能和命運,因此RNA編輯調控對於轉錄後RNA的多樣性和功能至關重要。近年來,高通量測序技術被廣泛地應用於RNA編輯位點的預測分析,極大地推動了RNA編輯的研究。但是,由於高通量技術和後續計算分析的局限性,對RNA編輯在全轉錄組水平的精確預測還存在著很大的挑戰。
該研究工作發展了一個高效的計算分析流程,並應用於RNA編輯位點的預測,在人體組織中發現了600多個成簇(clustered) A-to-I RNA編輯的新位點及其在人組織間的差異調控;重要的是,該研究還發現了在非重複序列中存在的成簇RNA編輯位點及其序列結構特徵。該計算流程及其所帶來的新發現,進一步豐富了人們對RNA編輯的認識,也開拓了對RNA編輯功能研究的思路。與以往RNA編輯檢測方法不同,這一計算流程不需要測定同一樣本的基因組DNA序列來排除背景幹擾,而只需要多個樣本的RNA轉錄組信息進行比較,獲得高準確度的A-to-I RNA編輯預測。值得一提的是,在此項研究工作審稿過程中,一篇Nat Methods (Ramaswami, et al, Nat Methods, 2013, 10: 128-132)文章報導了另一種只利用轉錄組RNA信息來預測A-to-I RNA編輯的方法,這提示在今後的研究中可以利用類似的方法對更多轉錄組數據進行分析,來進一步研究RNA編輯在基因表達調控上的功能作用。
該工作由計算生物學所朱閃閃博士和生化與細胞所研究生向劍鋒等共同完成,並得到中科院、國家自然科學基金委和上海市科委的經費支持。(來源:中科院上海生命科學研究院)
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