順式天然反義轉(zhuǎn)錄本(cis-NATs)組學(xué)篩查及功能詮釋初探.pdf

1、目的：順式天然反義轉(zhuǎn)錄本(cis-NAT)是指自然狀態(tài)下源于基因相同區(qū)域的反義RNA，可與正義轉(zhuǎn)錄本形成正義反義轉(zhuǎn)錄本對(duì)(SA pair)。這種轉(zhuǎn)錄方式在真核生物的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控過(guò)程中發(fā)揮重要作用，可影響多種生理或病理過(guò)程(如腫瘤)。近來(lái)測(cè)序數(shù)據(jù)的累積和高通量芯片技術(shù)的出現(xiàn)使利用組學(xué)方法系統(tǒng)研究cis-NATs成為可能。然而，目前這類研究?jī)H限于少數(shù)模式生物的編碼基因，而基于非編碼序列的次代轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)分析方案尚缺乏。
　　

2、方法：本研究首先設(shè)計(jì)了基于Ensembl基因詮釋信息的非編碼cis-NATs的篩查流程，在靈長(zhǎng)目和嚙齒目18個(gè)物種中進(jìn)行搜索?？紤]到次代測(cè)序能夠提供更為豐富的組織轉(zhuǎn)錄信息，本研究同時(shí)研發(fā)了一套基于次代測(cè)序的新cis-NATs發(fā)現(xiàn)流程(Gene2DGE)，并使用該流程在human143B細(xì)胞的ssRNA-seq(strand-specific RNA-seq)數(shù)據(jù)集中進(jìn)行搜索。最后基于候選的cis-NATs進(jìn)行驗(yàn)證和功能學(xué)實(shí)驗(yàn)。
　

3、　 結(jié)果：以人類為例，本研究在基因組中發(fā)現(xiàn)18，510個(gè)SA基因?qū)?，并鑒定出11，493個(gè)為非編碼cis-NATS，占所有cis-NATS的62.1％，提示非編碼基因是cis-NATs的重要來(lái)源。而在其他物種中，所發(fā)現(xiàn)的非編碼相關(guān)的數(shù)據(jù)均明顯低于人類。同時(shí)我們的篩查還發(fā)現(xiàn)一定數(shù)目的非編碼Cis-NATs具備物種間的保守性，提示非人物種中的非編cis-NATs尚待深入研究。鑒定出73個(gè)新的與cis-NATs相關(guān)的轉(zhuǎn)錄活性區(qū)域；其中43個(gè)

4、位于線粒體染色體上，而基于大鼠的組織mRNA-seq以及相應(yīng)的細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)提示：新的線粒體cis-NATs具有保守性，可能在線粒體中發(fā)揮重要功能。
　　 結(jié)論：1.基于Ensembl基因詮釋系統(tǒng)和本實(shí)驗(yàn)室研發(fā)程序篩查出高覆蓋度的cis-NATS，并篩查同源性和保守型高SA基因。2.新的高通量核酸測(cè)序技術(shù)在已有詮釋信息的基礎(chǔ)上提供了新的cis-NATs，RNA-seq的結(jié)果極大提高對(duì)于非編碼cis-NATs的發(fā)現(xiàn)。3.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和功能