《中国科学院Cell Research:CircRNA衍生的假基因》

  • 来源专题:昆明植物研究所科技信息监测
  • 编译者: hr
  • 发布时间:2016-04-08
  • 中国科学院上海生命科学研究院的杨力(Li Yang)博士领导研究人员,在小鼠和人类基因组中鉴别出了一些潜在的环状RNAs(circRNAs)衍生假基因(pseudogene)。研究结果发布在3月29日的《细胞研究》(Cell Research)杂志上。

    理论上,一个线性mRNA衍生的假基因会与它的亲本线性mRNA保持相同的外显子先后顺序。相比之下,circRNA衍生的假基因将会具有倒序的外显子- 外显子连接点 (Exon-exon junction, EEJ)。 利用这一特征,研究人员开发出了一种计算管道(CIRCpseudo)在小鼠参考基因组中鉴别潜在的circRNA衍生假基因。其中,至少有33个假基因有可能来自于RFWD2基因座的同一环状RNA,具有特征性的非共线性反向剪接连接区序列,以倒序锚定外显子6-外显子2。由于存在非共线性外显子6-外显子2连接区序列,他们将这33个假基因称作“高可信度circRFWD2衍生假基因”。此外,他们还在小鼠基因组发现了9个RFWD2相关假基因,将它们称作为“低可信度circRFWD2衍生假基因。”随后利用一种相似的策略,研究人员也在人类基因组中发现了一些高可信度和几十个低可信度circRNAs衍生假基因。

    这项研究证实,一些假基因可由circRNAs反转录转座而来,并在哺乳动物基因组中遗传。它们存在于基因组中有可能通过提供增加的CTCF结合位点重塑了基因组结构。不过作者们指出,还需要进一步的研究努力阐明circRNA反转录转座的分子机制,在不同的物种中注释circRNA衍生假基因,分析它们在各种转录组中的表达模式,证实它们在细胞中其他意想不到的作用。

    2014年,杨力课题组和上海生命科学院的陈玲玲研究小组利用全基因组分析方法和circRNA重演,证实是外显子环化依赖于两侧的内含子互补序列。他们的结果支持了内含子配对驱动环化这一假说,证实是内含子的互补序列介导了外显子环化,生成的选择性环化产物有可能进一步扩大了哺乳动物转录后调控的复杂性。研究论文发表在9月18日的Cell杂志上(中国科学院Cell新文章聚焦环状RNA )。 尽管circRNA分子很丰富,它们的生成机制却鲜为人知。并且对于它们在我们的生物学中所起的作用也知之甚少,甚至几乎一点都不了解它们在疾病中的作用。在发表于2014年9月Molecular Cell杂志上的一篇论文中,耶路撒冷希伯莱大学的Sebastian Kadener博士实验室与Max Dellbruck研究所Nikolaus Rajewsky教授实验室合作,揭示了circRNAs是如何生成的(Cell子刊揭开神秘环状RNA的面纱 )。

    来自中国科技大学、华中师范大学等处的研究人员报告称,他们鉴别出了一类与RNA聚合酶Ⅱ相关的环状RNA(circRNAs),将之命名为外显子-内含子circRNAs(EIciRNAs)。并证实这些EIciRNAs调控了细胞核中的转录。这些研究成果在线发表在2015年2月的Nature Structural & Molecular Biology杂志上(中国科技大学Nature子刊聚焦环状RNA )。

相关报告
  • 《中国科学院海洋研究所发现催化β-甲壳素衍生物合成的新型几丁质脱乙酰酶》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2023-06-05
    • 近日,中国科学院海洋研究所海藻遗传与发育课题组在硅藻β-甲壳素代谢及衍生物合成研究方面取得重要发现,研究成果在 Metabolites 期刊发表,为研究硅藻中甲壳素代谢的内在调控机制打下了基础,也为壳聚糖及壳寡糖的绿色工业化制备提供了一种潜在的新型生物酶。 硅藻是海洋初级生产力的主要贡献者,甲壳素(几丁质)是硅藻重要的碳积累产物,也是海洋中丰度最高的含氮多糖。硅藻源甲壳素为自然界存在较少的β型,与α-甲壳素相比,β-甲壳素分子间相互作用较弱,因此更容易用来合成高附加值衍生物,如壳聚糖和壳寡糖,二者在生物医学及工业生产领域已被广泛应用。目前甲壳素衍生物多依赖于化学法制备,虽然酶法制备壳聚糖和壳寡糖的研究已有报道,但很少有从β型甲壳素的天然生产者中挖掘生物酶的研究。 本研究从高产β-甲壳素的硅藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)中鉴定并克隆了几丁质脱乙酰酶(CDA)基因,并对其结构和酶学性质进行了研究。结果表明,几丁质脱乙酰酶全长序列(TwCDA)和N端截断序列(TwCDA-S)在大肠杆菌中表达后同时具有几丁质脱乙酰酶和几丁质酶活性。TwCDA和TwCDA-S均能催化低聚糖(GlcNAc)5的脱乙酰作用,与TwCDA-S相比,TwCDA具有较高的脱乙酰酶活性,并能催化β-甲壳素聚合物的脱乙酰作用。TwCDA-S对(GlcNAc)5有较高的甲壳素降解活性,最佳反应温度为35℃。相关结果为硅藻甲壳素代谢的调控机理研究打下基础,也为高活性甲壳素衍生物的制备提供了一种潜在的海洋源新型生物酶。 论文的第一作者为中国科学院海洋所硕士研究生程梦真,论文通讯作者为中国科学院海洋研究所副研究员邵展茹,该研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划及中国科学院青促会等项目的资助。 文章信息: Cheng MZ, Shao ZR, Wang X, Lu C, Li S, Duan DL. Novel chitin deacetylase from Thalassiosira weissflogii highlights the potential for chitin derivative production. Metabolites. 2023, 13(3): 429. https://doi.org/10.3390/metabo13030429
  • 《中国科学院深海科学与工程研究所研究团队深渊狮子鱼研究取得更新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2024-01-07
    • 中国科学院深海科学与工程研究所何舜平团队2019年在英国著名自然杂志子刊Nature Ecology & Evolution(自然-生态与进化)上,发表研究论文首次揭示了超深渊狮子鱼适应极端环境的遗传基础,该文章一经发表引发广泛的报道和讨论。随着研究的深入,近日,该团队联合西北工业大学王堃教授团队又在著名刊物eLife(一区  TOP) 杂志上再发表一篇题为Chromosome-level genome assembly of hadal snailfish reveals mechanisms of deep-sea adaptation in vertebrates的研究论文,报道了深渊狮子鱼(Pseudoliparis swirei)进一步研究的新发现,深入地探讨了这一深渊类群的独特的适应机制。深渊狮子鱼是目前已知在海洋中生存深度最大的脊椎动物,生活在6000至8000米的深渊环境中。该研究对深渊狮子鱼群体基因组进行了深入分析,通过比较基因组学和转录组学方法,揭示了这一物种对极端环境的独特适应机制。 该研究对马里亚纳海沟深渊狮子鱼的基因组组装进行了优化,通过采用ONT长读取、BGI短读取和Hi-C测序技术,获得了染色体水平的高质量基因组组装,基因组大小为626.44 Mb,具有24条染色体。新的基因组组装填补了先前组装版本中1.26 Mb的缺失,提高了基因组的连续性和完整性。该研究利用不同海沟深渊狮子鱼基因组和线粒体基因数据对其演化历史进行了分析。研究表明,深渊狮子鱼与其近缘浅海种细纹狮子鱼(Tanaka's snailfish)约在1800万年前发生分化,而与其他生活在约1000米左右深度的深海近缘狮子鱼的分化时间约为990万年前,接近马里亚纳海沟形成的时间。该研究推测,深渊狮子鱼的祖先可能首先适应了大约990万年前形成的1000米左右的深海环境,随后逐渐适应了更深的环境。同时,系统发育分析表明它们在百万年内分散到太平洋的不同海沟。 该研究还关注了深渊狮子鱼在进化过程中对黑暗的适应。相较与细纹狮子鱼,深渊狮子鱼视觉系统中多个感光相关基因发生丢失,此外,感光元件的表达水平在不同深度上也发生了显著变化,这表明其在深海环境中对视觉的需求相对较低。进一步研究发现,与节律相关的基因也发生丢失或假基因化,表明深渊狮子鱼的生物钟可能仍然存在,但不再基于光的调控。 由于缺乏光线,听觉似乎对深渊狮子鱼的生存至关重要。研究发现,听觉相关基因cldnj在深渊狮子鱼基因组中拷贝数增加,该基因是耳石形成所必需的基因。转录组数据也表明深渊狮子鱼听觉相关蛋白表达量显著增加。 值得注意的是,转铁蛋白编码基因fthl27在深渊狮子鱼基因组中发生串联重复(14个拷贝),进一步的细胞实验证明,fthl27过表达细胞内ROS水平显著降低,并具有显著更高的细胞活力。这增加了深渊狮子鱼在高静水压力下对氧化应激的耐受力,可能是其适应高压环境的重要因素之一。 总的来说,这项研究为深海鱼类的进化和适应机制提供了深入的了解,这有助于我们更全面地理解深海生物是如何适应极端环境的,对于保护和管理深海生物资源具有一定的参考价值。 中国科学院深海所何舜平研究员和西北工业大学王堃教授为该论文共同通讯作者,中国科学院深海所徐涵博士为该论文共同第一作者。 论文连接:https://doi.org/10.7554/eLife.87198.3 江汉大学王莹副教授和中国科学院水生所杨连东青年研究员对该文章发表了题为Surviving under pressure:Genomic analysis has shed light on how hadal snailfish have adapted to living at depths of several thousand metres的评论,发表于eLife杂志上。 文章链接:https://doi.org/10.7554/eLife.90216