中科大瞿昆团队开发非编码RNA新技术 发现新长非编码RNA ​

全基因组关联研究表明,许多疾病易感性区域位于基因组的非蛋白质编码区域。非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA),即转录,但不翻译成蛋白质的RNA。近年来的研究表明,非编码RNA在生命调控、疾病发生发展等过程中扮演着重要角色。比如经典的XIST, HOTAIR, MALAT1,通过结合在染色质上,调控基因转录等活动。随着高通量测序技术的发展,中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心瞿昆课题组已鉴定并注释了数十万条非编码RNA,然而绝大部分非编码RNA的功能尚不清晰,同时非编码RNA与染色质结合的机理也有待进一步探讨。
 
近日,中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心、生命科学与医学部、中科院天然免疫与慢性疾病重点实验室瞿昆教授课题组先后在Genome BiologyGenome Research发文,发表了实验室在非编码RNA领域的重要研究成果。
 
2019年12月20日,瞿昆课题组和美国斯坦福大学医学院Howard. Y. Chang教授课题组以及中国科学院先进技术研究院合成所的马晴副研究员合作,开发了名为PIRCh-seq的组学检测技术。该技术能精细鉴定染色质上不同表观遗传状态结合的非编码RNA,相关研究成果以“PIRCh-seq: functional classification of non-codingRNAs associated with distinct histone modifications”为题,在线发表于Genome Biology杂志,本研究鉴定了一系列和染色质互作的功能性非编码RNA,并且系统性的研究了染色质和非编码RNA的结合模式,为进一步揭示非编码RNA同染色质结合的生物学意义,及其对基因表达的调控机制提供了新的方法和思路。
 

 

该研究开发的PIRCh-seq (Profiling Interacting RNAs on Chromatin),可利用不同组蛋白抗体,或激活/抑制型组蛋白修饰抗体,如H3、H3K4me3、H3K27ac、H3K27me3等,富集结合在对应区域上的非编码RNA,之后利用高通量测序技术,一次性实现对数百条染色质结合非编码RNA的定性和定量分析。
 

2019年12月23日,瞿昆教授课题组和美国加州大学圣地亚哥分校Bryan K. Sun教授课题组合作,利用CRISPRi (CRISPR interference)技术,预测了10个具有显著性差异并可能具有功能的长链非编码RNA。通过进一步验证和筛选,发现RP11-611E13.2,新命名为PRANCR (progenitor renewal-associated noncodingRNA)这一新型长链非编码RNA可以调控角化细胞增殖,调节细胞周期和克隆增生,同时该基因的缺失则会导致表皮分层受损,并破坏表皮系统稳态。研究成果以“A genome-wide long noncoding RNA CRISPRi screenidentifies PRANCR as a novel regulator of epidermal homeostasis”为题,在线发表于Genome Research杂志。
 
 
目前这是首个通过CRISPRi技术在全基因组层面筛选表皮系统中功能性长链非编码RNA的工作,系统性地鉴定了在维持表皮稳态过程中也可能起作用的长链非编码RNA,为深入理解表皮细胞增殖和分化以及表皮稳态等生物学过程提供了基础。
1. https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1880-3
2. https://genome.cshlp.org/content/early/2019/12/23/gr.251561.119.full.pdf+html
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