人類基因組超過85%的序列會轉(zhuǎn)為RNA，但我們對這些RNA的功能還知之甚少。過去，研究者們通過RNA–RNA互作研究發(fā)現(xiàn)了一些至關(guān)重要的RNA，比如協(xié)助mRNA進(jìn)行翻譯的tRNA以及促進(jìn)mRNA降解的miRNA。那么，還有哪些RNA–RNA互作承擔(dān)了重要功能呢？

為了解決這個問題，加州大學(xué)圣地亞哥分校UCSD的研究人員開發(fā)了MARIO（Mapping RNA interactome in vivo）技術(shù)。這種技術(shù)能夠在活體內(nèi)鑒定全基因組范圍的RNA互作。他們在Nature Communications雜志上發(fā)表文章，展示了自己獲得的RNA–RNA互作組圖譜。

這項(xiàng)研究的通訊作者是加州大學(xué)圣地亞哥分校的副教授Sheng Zhong。Sheng Zhong早年在北京大學(xué)獲得數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)雙學(xué)位，隨后在哈佛大學(xué)獲得生物統(tǒng)計(jì)學(xué)和分子生物學(xué)博士。他先后在斯坦福大學(xué)和伊利諾伊大學(xué)香檳分校工作，現(xiàn)在是UCSD副教授。他曾獲得2012年的斯隆研究獎（Sloan Research Fellowships），斯隆研究獎由斯隆基金會自1955年起每年頒發(fā)，獎勵那些在職業(yè)生涯早期的杰出年輕學(xué)者。

分析RNA–RNA互作的現(xiàn)有方法依賴于“錨”蛋白或RNA，而且會對細(xì)胞造成分子擾動（molecular perturbations）。這些方法難以獲得完整的RNA–RNA互作圖譜。研究人員開發(fā)的MARIO技術(shù)能夠在不干擾細(xì)胞的情況下進(jìn)行大規(guī)模的RNA–RNA互作分析。

研究人員通過這一技術(shù)在小鼠胚胎干細(xì)胞和大腦中鑒定了數(shù)以萬計(jì)的RNA–RNA互作，包括mRNA、lincRNA、snoRNA、SnRNA、tRNA、miRNA、轉(zhuǎn)座子RNA、假基因RNA、反義RNA和新轉(zhuǎn)錄本。隨后，他們通過RNA反義純化驗(yàn)證了其中的七個互作，通過單分子RNA–FISH驗(yàn)證了另外一個互作。研究顯示，MARIO既能檢測蛋白輔助的分子間RNA互作，也能鑒定分子內(nèi)的RNA互作。MARIO揭示的數(shù)千個分子內(nèi)互作，可以幫助人們更準(zhǔn)確地認(rèn)識RNA三維結(jié)構(gòu)。

RNA在生物學(xué)系統(tǒng)中有著舉足輕重的作用，它不僅將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白，還調(diào)控了各種生物學(xué)過程。單鏈RNA就像一條膠帶，可以折疊起來通過堿基互補(bǔ)配對形成二級結(jié)構(gòu)，這樣的3D結(jié)構(gòu)決定著RNA的功能。華裔學(xué)者Howard Chang教授及其同事開發(fā)了可以在活細(xì)胞中全面分析RNA二級結(jié)構(gòu)的新技術(shù)，SHAPE。這個重要的技術(shù)突破發(fā)表在Nature雜志上。

在基因組中進(jìn)行長途通話的片段非常多，其中啟動子與遠(yuǎn)距離片段（至少相隔150,000 bp）的互作占到了一半以上。啟動子是控制基因開或關(guān)的關(guān)鍵DNA片段，它們的功能異常與多種疾病有關(guān)?？茖W(xué)家們在人類基因組中全面分析了啟動子和增強(qiáng)子的遠(yuǎn)距離互作，繪制了迄今為止zui全面的啟動子互作圖譜，有助于進(jìn)一步理解疾病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

細(xì)胞中的蛋白通常以蛋白復(fù)合體的形式，執(zhí)行特異性的生物學(xué)功能。德克薩斯大學(xué)和多倫多大學(xué)的科學(xué)家們?nèi)涨袄L制了超大規(guī)模的蛋白質(zhì)互作圖譜。這項(xiàng)研究發(fā)表在Nature雜志上，為研究阿爾茨海默癥、帕金森癥和癌癥等疾病的提供了強(qiáng)大的新工具。

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