上海生科院等揭示物种特异的可变剪接在sno-lncRNAs物种差异表达中的作用

国际学术期刊BMC Genomics近日在线发表了中国科学院上海生命科学研究院计算生物学研究所杨力课题组和生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲课题组的合作研究论文：Species-specific alternative splicing leads to unique expression of sno-lncRNAs。该研究通过对非poly(A)结尾转录组RNA的高通量测序，利用计算及比较生物学的分析方法，系统地对人、猴和小鼠中表达的sno-lncRNs进行注释研究，揭示了sno-lncRNA表达的物种特异性、加工成熟机制及其与宿主基因可变剪接的相关性。

陈玲玲课题组在2012年首次揭示了一类来源于内含子的双末端以小核仁RNA（snoRNA）结尾的新型长非编码RNA（sno-lncRNA)，其中五个sno-lncRNAs位于人类15号染色体上与Prider-Willi Syndrome（小胖威利综合症）发生直接相关的印记区域。这些sno-lncRNA可以通过结合剪接因子Fox2参与PWS综合症的发病机制 (Yin et al, Mol Cell, 2012, 48: 219-230)。然而，sno-lncRNA在人类基因组其他区域或在其他物种中是否存在尚不清楚。

根据sno-lncRNAs的分子结构特征和加工成熟机制，该研究首先开发了一套完善的计算分析流程（SNOLNCfinder），通过对人、猴和小鼠的非poly(A)结尾转录组高通量数据进行系统检测，共发现了19个物种／组织特异性表达的sno-lncRNA。序列分析研究表明，虽然snoRNA本身高度保守，但是sno-lncRNA并不保守。PWS区域sno-lncRNA在人和猴里高表达，但是在小鼠中并未检测到，提示利用小鼠作为模式生物研究PWS疾病存在一定的局限性，这也可能是导致小鼠疾病模型无法完全模拟PWS疾病的原因之一。进一步研究发现，物种特异性的选择性剪接是导致这些sno-lncRNA差异表达的主要原因。有意思的是，在小鼠转录组rpl13a mRNA中也存在一个物种特异的选择性剪接，其不仅可以转录产生具有不同编码功能的mRNA，并相应地产生一个特异的sno-lncRNA，其在小鼠中高表达，但是在人（胚胎干细胞）中缺失。这些研究结果进一步证明了哺乳动物基因组编码基因和非编码基因组成了一个复杂的调控网络。

该工作得到了BioMed Central旗下文章推介网站Biome的专评推介，题目为sno-lncRNAs: a story of splicing across humans, rhesus and mice。

上海生科院计算生物学研究所博士研究生张晓鸥和生物化学与细胞生物学研究所博士研究生殷庆飞为本文的共同第一作者，研究工作得到了中科院昆明动物所郑萍研究员和第二军医大学上海长征医院卢旭华副教授的大力支持，并得到了科技部、中科院和国家自然科学基金等机构的经费支持。