沈曉驊課題組在Cell Stem Cell在線發(fā)表
關(guān)于一個長鏈非編碼RNA對HOXA基因表達調(diào)控研究的論文
清華新聞網(wǎng)5月8日電（通訊員 任 紅）日前，清華大學(xué)沈曉驊課題組在Cell（細胞）子刊Cell Stem Cell（細胞-干細胞）期刊在線發(fā)表了題為“Opposing roles for the lncRNA Haunt and its genomic locus in regulating HOXA gene activation during embryonic stem cell differentiation”的研究論文。文章首次提出了一個長鏈非編碼RNA（lncRNA）的表達產(chǎn)物和編碼這個lncRNA的基因組區(qū)域同時對其下游的HOXA基因簇的表達進行調(diào)控，并且起著相反的調(diào)控方式。
PTN-BBS聯(lián)合培養(yǎng)項目2010級學(xué)生尹亞飛為本文的第一作者，論文的其他作者還包括2012級清華大學(xué)—北京大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心（CLS）2012級學(xué)生顏丕熙和盧雨陽等。沈曉驊博士為本文的通訊作者。
圖：Haunt RNA和其基因組DNA調(diào)控HOXA基因表達以及胚胎干細胞（ESC）分化模式圖。
長鏈非編碼RNA是一類長度大于200nt且不編碼蛋白質(zhì)的RNA轉(zhuǎn)錄物。近年來，隨著高通量測序的普及越來越多的lncRNA被鑒定出來，據(jù)估算人和小鼠的基因組中l(wèi)ncRNA基因和蛋白編碼基因數(shù)量基本相當。但關(guān)于lncRNA的功能研究一直存在爭議。到目前為止，只有少數(shù)lncRNA被證明是有功能的。
為了探究lncRNA的功能，沈曉驊實驗室以小鼠胚胎干細胞（ESC）為研究對象，創(chuàng)新性的利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)的敲除、敲入等策略，系統(tǒng)全面地研究長鏈非編碼RNA Haunt的功能。該研究發(fā)現(xiàn)，Haunt的表達產(chǎn)物和其所在的基因組區(qū)域均對下游的HOXA基因的表達進行調(diào)控。進一步研究表明Haunt的表達產(chǎn)物通過影響其基因組區(qū)域與下游的HOXA基因簇基因組區(qū)域的長距離互作來抑制HOXA基因的表達。這是首次證明一個lncRNA的基因組區(qū)域和其表達產(chǎn)物同時調(diào)控同一基因的表達，并且起著相反的調(diào)控作用。
同時，通過結(jié)合RNA干擾、啟動子短片段敲除、基因組長片段敲除、敲入介導(dǎo)的基因原位表達終止或原位過表達以及原位序列替換等策略來系統(tǒng)全面的探究一個lncRNA的功能在之前的研究中也鮮有報道。
該研究和之前其他的一些研究同時還表明，之前一直被認為的不具蛋白編碼功能的“垃圾DNA”中事實上包含一些潛在的調(diào)控元件，這些元件在發(fā)育的某些階段可能對一些基因的調(diào)控起著重要作用。而lncRNA作為另外一種調(diào)控形式可能在這個基礎(chǔ)上進行進一步“微調(diào)”。生物信息學(xué)分析表明基因組中有很多l(xiāng)ncRNA位于潛在的調(diào)控元件，Haunt這種調(diào)控方式是否廣泛存在，以及其調(diào)控HOXA的精細機制還有待進一步研究。
該研究得到了CLS、國家973計劃、國家自然科學(xué)基金委的資助。
供稿：醫(yī)學(xué)院 編輯：田心 襄樺
