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北京生科院在环形RNA研究领域取得新进展

2016.6.30

　　6月28日，国际学术期刊Nature Communications 在线发表了中国科学院北京生命科学研究院计算基因组实验室赵方庆团队题为Comprehensive identification of internal structure and alternative splicing events in circular RNAs 的最新研究成果。该研究采用计算与实验相结合的手段，首次深入探索了环形RNA内部结构并发现四种普遍存在的可变剪接类型，指出环形RNA的可变剪接可能具有与mRNA剪接不同的调控机制。

　　近年来的研究表明环形RNA在动物细胞内普遍存在，其中一些种类承担着重要的生物学功能。最新研究发现个别环形RNA并非完全由已知外显子组成，可能具有特殊的内部结构。相对于mRNA，环形RNA表达量低并与前者在基因组位置上有较大重叠，所以此前环形RNA的识别研究都集中在环形接合位点的检测上，而尚无高通量手段对环形RNA的内部结构和可变剪接进行全面探索，这极大限制了科研人员对环形RNA组成及结构的认识。基于此，赵方庆课题组开创性地提出基于环形RNA接合位点测序读段对（back-spliced junction read pairs）的分段比对特征，进行了精确识别环形RNA外显子结构和可变剪接事件的研究。结合长读段测序分析和实验验证，该研究组全面调查了10种人类细胞系以及62种果蝇不同组织和发育时期样品中环形RNA内部结构特征。他们的研究发现，可变剪接事件在环形RNA内部普遍存在，在定位上具有明显的核内倾向，同时表现出组织和发育阶段特异的表达模式。特别是，他们所发现的可变剪接在相对丰度上与mRNA显著不同，并有较大比例的外显子在后者中不表达。通过生物信息学分析，揭示环形可变剪接涉及不同于mRNA的剪接因子，表明环形RNA可变剪接可能受到与已知机制不同的调控作用。该研究为环形RNA形成机制和功能的研究提供了新的角度。

　　该工作由赵方庆课题组的高远、王金锋与郑毅等共同完成，并得到国家自然科学基金委和中科院的经费支持。