西北大學/香港城市大學團隊開發CARPID新技術,助力非編碼RNA研究

2020-12-04 中國生物技術網

曾經被認為基因組中的主要「暗物質」——長鏈非編碼核糖核酸（long non-coding RNAs，lncRNA）的關注熱度日益攀升。

越來越多研究表明這些RNA分子可能參與細胞內一系列重要的生理活動，與腫瘤發生發展也有著密切關係，MALAT1、MEG3等lncRNA已經逐漸成為腫瘤診斷和預後的生物標誌物。

RNA結合蛋白（RBP）與lncRNA之間的相互作用決定了RNA分子的功能和命運。

因此在活細胞內精準鑑定lncRNA的相互作用蛋白可以幫助我們更好地揭示某些複雜人類疾病的分子機制[1]。

受此啟發，嚴健教授、張亮教授和陳居明教授帶領的西北大學與香港城市大學的聯合研究團隊經過一年多時間的努力，成功開發了一種檢測活細胞內RNA與蛋白質相互作用的新方法取名CARPID （全稱CRISPR-Assisted RNA-Protein InteractionDetection Method)。

北京時間2020年6月22日晚23時，Nature Methods雜誌在線發表該團隊題為CRISPR-Assisted Detection of RNA-Protein Interactions in Living Cells的研究論文，詳細描述了CARPID技術細節：CARPID利用CRISPR/CasRx系統[2]，將與之融合的BASU生物素轉移酶[3]特異牽引至活細胞中目標lncRNA附近，對鄰近蛋白進行生物素化標記，以方便使用鏈黴素親和偶聯磁珠分離，然後對分離的蛋白質進行質譜的無標記定量對比分析，確認目標lncRNA的結合蛋白（圖1）。

論文共同第一作者為聯合小組研究成員易文凱、李靖宇、朱孝軒和王曦博士。

將CARPID方法應用於已被廣泛研究的長非編碼RNA XIST上，團隊發現了很多之前未報導的XIST相互作用蛋白，包括轉錄起始因子TFIID亞基TAF15和ISWI染色質重塑因子SNF2L。

隨後的生化和功能驗證確認了相互作用，並提出了X染色體失活調控的新機制（圖2）。

隨著非編碼RNA分子的重要性逐漸被發掘，該技術具有廣泛的應用前景。

包括尋找在腫瘤發生過程中具有重要作用的RNA結合蛋白，以及用於發現新冠病毒RNA基因組侵入人體細胞後的重要結合蛋白，這些蛋白分子或許可以作為治療相關疾病的藥物靶點等等。

作者：小柯生命

原文連結：https://www.nature.com/articles/s41592-020-0866-0

參考文獻：

[1] R. W. Yao, Y. Wang, and L. L. Chen,「Cellular functions of long noncoding RNAs,」 Nature Cell Biology. 2019.

[2] S. Konermann,P. Lotfy, N. J. Brideau, J. Oki, M. N. Shokhirev, and P. D. Hsu, 「TranscriptomeEngineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors,」 Cell, vol.173, no. 3, pp. 665-676.e14, 2018.

[3] M. Ramanathan etal., 「RNA-protein interaction detection in living cells,」 Nat. Methods,2018.

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