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我校生物系陈炜教授课题组在《Molecular Systems Biology》上在线发表最新研究论文

我校生物系陈炜教授课题组在《Molecular Systems Biology》上在线发表最新研究论文

日期 2016 12 12/分类 学术研究

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基因表达的变化是不同物种间表型进化的主要动力来源。由于基因表达是一个多层面调控过程,所以可以想象任何一个层面在进化上的变化都将会对这个过程有着重要的贡献。得益于近年来快速发展的二代测序技术,人们可以对基因表达水平,可变剪切,RNA降解以及蛋白质的翻译,甚至于蛋白质的稳定性在不同物种中进行全基因组范围的研究。但是可变聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)作为一个在哺乳动物中非常常见且尤为重要的基因转录后调控手段,它在进化过程中分歧的程度,特别是进化中顺式作用原件和反式作用因子的相对贡献目前仍然不清楚。

为了研究这些问题,陈炜教授课题组利用基于深度测序的方法,对来自两个父母本小鼠(Mus musculus C57BL/6J 和 Mus spretus SPRET/EiJ)以及它们的杂交子一代(F1) 中表达的聚腺苷酸化位点(polyadenylation sites, pAs)进行了鉴别(见下图)。由于子一代中所有的RNA都处于相同的反式因子环境中,所以观察到的等位基因上的APA差异可以直接归结为来自顺式原件差异所至。而与此同时反式作用因子调控的APA则可以通过比较杂交子一代中等位基因和父母本之间的APA差异来推断。

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该项研究总共从两个父母本的成纤维细胞系中鉴别了511446个聚腺苷酸化位点(pAs), 其中75%来自13808个基因,其余25%来自基因间区域。在来自7271个表达多个pAs基因的24721个pAs中,他们发现有3747pAs的表达水平在两个品系老鼠中具有显著差异。通过和杂交子一代数据进行比较,他们发现绝大部分差异都是源于进化过程中顺式作用原件的变化。进一步对来源于顺式调控变化的pAs进行系统的DNA/RNA序列分析发现上游 RNA空间结构以及多聚尿嘧啶(poly(U))序列都可以抑制pAs的使用。

总体而言,陈炜教授课题组的这项研究首次在哺乳动物中直接解析了APA在进化上的分歧,并且在全基因组范围内首次分析了来自顺式作用原件和反式作用因子对APA调节的相对贡献,从进化的角度进一步增强了我们对哺乳动物转录后调控的认识。

这项研究以题为“Global analysis of regulatory divergence in the evolution of mouse alternative polyadenylation”的研究论文于2016年12月8日在线发表于系统生物学国际顶尖学术期刊《Molecular Systems Biology》。德国马科斯•德尔布吕克国家分子医学中心博士生肖梅生和我校博士后张斌为此论文的共同第一作者 。我校生物系陈炜教授为唯一通讯作者。

原文链接:http://msb.embopress.org/content/12/12/890

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