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张亚平院士领导的团队在等位基因特异的RNA编辑研究上取得新进展
2018-07-16 来源:分子进化与基因组多样性学科组 作者:
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  对二倍体生物来说,虽然两个等位基因的表达调控对发育至关重要,而且与一些疾病相关,但是现有的研究表明,诸多基因表现为单等位基因高表达,这包括随机单等位基因高表达、印记基因和等位基因特异的表达。其中,等位基因特异的甲基化是产生等位基因特异表达产生的重要原因之一。然而,现有的研究主要集中于DNA层面。众所周知,RNA在转录和翻译过程中发挥了承前启后的作用,各种各样的RNA修饰相继被发现报道,但是生物体内在RNA层面的修饰是否表现为等位基因特异的修饰,还没有相关的研究。 

  RNA编辑是RNA水平一种常见的修饰,是增加基因转录和功能多样性的重要形式。张亚平院士领导的团队研究了人类和小鼠各种组织中等位基因特异的RNA编辑情况。他们在人中鉴定出315个等位基因特异的RNA编辑位点,且这些位点在不同组织中有相当比例的重叠。同时,利用远源杂交的小鼠,他们鉴定到184个等位基因特异的RNA编辑位点,并发现在不同的杂交组合中有相当比例的重叠,这提示他们的鉴定方法是可信的,并证明等位基因特异的RNA编辑是广泛存在的。有意思的是,在鉴定的等位基因特异的RNA编辑位点中有部分位点引起了氨基酸的改变,然而,与之临近的SNP却为同义突变。细胞水平的突变实验揭示这些同义突变的位点会影响RNA编辑的编辑效率(图1),也就是,同义突变的SNP会导致引起氨基酸改变的RNA编辑表现为等位基因特异的修饰。进一步的SHAPE实验揭示,SNP通过影响RNA二级结构从而产生等位基因特异的RNA编辑。该工作为等位基因特异的RNA编辑研究提供了一个成功的范例,也为解释和疾病以及性状改变相关的同义突变提供了新的思路。 

  该研究工作以“Genome wide analyses uncover allele-specific RNA editing in human and mouse”为题,在线发表于国际知名期刊Nucleic Acids Research (https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gky613/5052368)。周中银博士(中国科学院昆明动物研究所)、胡岳博士(齐鲁工业大学)、李爱民博士(西安理工大学)、硕士研究生李应菊(云南大学)和赵卉教授(云南大学)为共同第一作者,张亚平院士为通讯作者。该工作的SHAPE实验在中国科学院生物物理研究所秦燕研究员实验室完成。该工作得到了农业部转基因专项和国家自然科学基金委员会的项目支持。 

  图1:细胞实验证实SNP会引起等位基因特异的RNA编辑 


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