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A-to-I RNA编辑事件新近起源自G-to-A突变位点

 

在转录过程中,生物体以DNA为模板,将ATGC四种碱基分别转录为AUGC,从而保证了遗传信息从DNARNA的准确传递。然而,在RNA层面,存在一种A-to-I RNA编辑现象,可将RNA分子中的A编辑为I(次黄嘌呤),从而造成DNA与其转录的RNA产物在这些位点的差异。在灵长类中,A-to-I RNA编辑位点数以百万计,且多位于不编码蛋白质的基因组重复区域,因此,探究这类调控的生物学功能,就成为该领域亟待解决的难题。

近日,澳门新葡8455最新网站李川昀课题组通过开展人、猴比较转录组学研究,发现一类特殊的A-to-I RNA编辑事件:这些事件仅在特定物种或个体中存在,而在其他物种中(或该物种的其他个体),相应的DNA位置以核苷酸G的形式存在,因此不具有编辑功能。运用这一特殊集合,研究发现G-to-A突变位点是A-to-I编辑起源的热点区域,并从理论上证明这些非编码区的RNA编辑具有普遍功能。题为Evolutionarily significant A-to-I RNA editing events originated through G-to-A mutations in primates的研究论文在国际知名学术期刊《Genome Biology》杂志发表(https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1638-y)。

这类特殊的编辑位点,为探究该调控的生物学功能提供了新角度。一方面,由于这些新调控事件是在G-to-A突变后形成的,通过研究群体中GA等位基因的分布规律,就可以对该调控的整体功能进行推断:研究表明,这些新近起源的编辑事件受到选择,提示RNA编辑具有普遍性的生物功能;另一方面,由于这些新近起源的RNA编辑事件在其他近缘物种中是缺失的,因此,探究RNA编辑功能的问题,就可以转化为对包含或缺失RNA编辑事件的两个物种间进行比较的问题:通过比较这些位点所在基因在表达、剪接、出核等方面的物种间差异,可为揭示RNA编辑事件的普遍功能提供新角度。

李川昀课题组长期运用猴作为人类近缘模式动物的优势,开展基因组学与生物信息学研究。他们精细解读了猴基因组与转录组(Molecular Biology and Evolution, 2014, 2016),构建了权威的猴基因组知识库RhesusBaseNucleic Acids Research, 2013),并开展了一系列以猴为角度,探究人类演化与疾病的特色工作(PNAS, 2018; Nature Communications, 2018; Molecular Biology and Evolution, 2015, 2017; PLOS Genetics, 2012, 2014, 2015)这些积累为本项工作的顺利完成奠定了基础。

 澳门新葡8455最新网站博士生安妮、丁晚秋,协和医院杨欣壮博士担任论文共同第一作者,李川昀研究员、陈加余博士担任论文通讯作者。本项研究受到国家优秀青年科学基金、中组部万人计划”青年拔尖人才等经费支持。