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蛋白-蛋白及?RNA-蛋白質相互作用成像新技術
已有樣品/n本發明涉及蛋白-蛋白及RNA-蛋白質相互作用成像領域，基于激發波長在600nm以上的紅色熒光蛋白mNeptune熒光片段互補技術，建立了位于活體成像“光學窗口”的雙分子和三分子熒光互補系統。其中雙分子熒光互補系統可以用于活細胞及活體內蛋白-蛋白相互作用成像，三分子熒光互補系統可以用于活細胞及活體內RNA-蛋白質之間的相互作用成像。該成果為首次建立活體內RNA-蛋白質相互作用熒光成像技術，該技術也將有助于開發活細胞及活體內藥物評價體系和藥物篩選平臺。
中國科學院大學
2021-01-12
揭示RNA編輯核心蛋白ADAR全轉錄組RNA底物特征
開發了一個高效的捕獲RNA結合蛋白雙鏈RNA底物的建庫測序技術（irCLASH）以及后續的一整套生物信息學分析方法；首次在轉錄組水平上系統地繪制了人類ADAR蛋白的內源雙鏈RNA底物圖譜；揭示了決定ADAR結合效率和編輯效率的底物特征和ADAR結合長雙鏈RNA的體內模型。 該研究利用irCLASH技術系統構建和分析了人類ADAR1、ADAR2及ADAR3的雙鏈RNA底物圖譜，發現與之前根據計算推導的研究設想不同，ADAR具有大量的、長距離的雙鏈RNA底物。該研究發現不完全互補配對的底物與ADAR蛋白也有很好的親和度，特別是ADAR2家族成員。研究還進一步揭示了決定ADAR結合效率和編輯效率的底物特征。irCLASH測序技術及后續的整套生物信息學分析方法的開發為研究雙鏈RNA結合蛋白的內源底物提供了新的工具。同時，該研究揭示的ADAR與底物相互作用及催化特性為研究人員開發高效的RNA編輯工具提供了資源寶庫及改進方向。
中山大學
2021-04-13
揭示環狀RNA新功能—circRNA調控蛋白翻譯過程
環狀RNA（circular RNA, circRNA）circMYBL2通過招募RNA結合蛋白PTBP1調控癌基因FLT3 mRNA的翻譯效率，從而促進了FLT3-ITD突變型白血的發生發展。該項研究成果首次報道新型非編碼RNA circRNA以RNA-蛋白復合體形式發揮對翻譯進程的正調控作用，揭示了環狀RNA的新功能。 FLT3-ITD是在FLT3基因中間的一段串聯重復序列突變，該突變可導致Y591等位點的自磷酸化，進而激發下游通路的過度激活，促進疾病進程。目前普遍認為FLT3-ITD突變型白血病預后極差且容易復發，因此，尋找新的 FLT3-ITD 白血病的藥物靶點具有重要意義。該團隊以FLT3-ITD突變型白血病為研究模型，深入研究circRNA潛在作用機制及其對該類白血病疾病進程的調控作用。研究發現，環狀RNA circMYBL2在FLT3-ITD陽性白血病中高表達并特異性影響FLT3-ITD陽性白血病細胞的增殖、凋亡等一系列細胞功能，卻對FLT3-ITD陰性白血病細胞無顯著影響。 進一步研究顯示，circMYBL2調控該疾病關鍵癌基因FLT3的蛋白翻譯過程；揭示了circMYBL2與RNA結合蛋白PTBP1形成復合體促進了FLT3蛋白的翻譯效率（如上圖）。該工作報道了circRNA調控翻譯的新功能。
中山大學
2021-04-13
利用A-to-I RNA編輯揭示miRNA及其反義RNA的相互調控網絡
利用A-to-I RNA編輯作為miRNA反義鏈表達的有利證據。通過靶向RNA測序技術，宋玉龍和李麗詩等利用A-to-I RNA編輯推導鏈表達的方向，揭示了miRNA基因座反義RNA的廣泛表達和編輯現象。宋玉龍和李麗詩等發現miRNA和其反義RNA形成了一個相互調控的網絡：miRNA可以下調其反義RNA的表達水平；反義RNA在轉錄水平和轉錄后水平調控miRNA的表達和加工。此外，A-to-I RNA編輯可以穩定反義RNA的結構，避免其被配對的miRNA所降解。這一研究揭示了前人所未知的miRNA反義鏈編輯現象的廣泛性，為RNA編輯的研究開辟了新的研究方向。
中山大學
2021-04-13
RNA修飾m6A去甲基酶FTO對多種RNA修飾底物的去甲基分子機理
FTO對人體發育至關重要，FTO酶活功能的紊亂會影響發育和多種疾病的發生，包括肥胖和癌癥等。N6-甲基腺嘌呤（m6A）作為mRNA上含量最為豐富的甲基化修飾，是首個被報道的FTO去甲基酶活生理底物。之后陸續報道FTO生理底物還包括mRNA上5’帽端后的N6，2'-O-二甲基化腺嘌呤（cap m6Am），snRNA的m6A和m6Am，tRNA的N1-甲基腺嘌呤（m1A），除此之外還有體外活性底物單鏈DNA上的N6-甲基脫氧腺嘌呤（6mA）和N3-甲基胸腺嘧啶（3mT）與單鏈RNA上的N3-甲基尿嘧啶（m3U）。FTO如何識別眾多的核酸修飾堿基，是否有催化選擇性，如何結合多種RNA，FTO為什么對cap m6Am的活性高于單鏈RNA上的m6A，及FTO為什么對單鏈RNA或DNA上的m1A沒有活性卻對tRNA或莖環結構上的m1A有活性？回答這些FTO的酶催化分子機制有待于蛋白-核酸復合物晶體結構的解析。然而FTO蛋白與核酸底物結合力太弱，致使獲得FTO蛋白-核酸復合物晶體結構一直是該領域的挑戰和難點。
北京大學
2021-04-11
植物RNA化學修飾m6A
鑒定了擬南芥中的 m6A 去甲基酶 ALKBH10B ，發現 ALKBH10B 缺失會導致擬南芥顯著的晚花表型， ALKBH10B 通過影響 FT ， SPL3 和 SPL9 的甲基化水平調控擬南芥的成花誘導。不同的識別蛋白通過對 m6A 的結合，對 mRNA 的加工代謝產生不同的調控作用， 進而 影響細胞不同的生理功能。通過開發甲醛交聯- 免疫共沉淀(Formaldehyde-crosslinking and immunoprecipitation, FA-CLIP) 技術，鑒定出全轉錄組水平的ECT2-mRNA 相互作用位點，揭示ECT2 主要結合mRNA 的 3' 非翻譯區(3'UTR), 并且傾向于結合保守序列 URUAY (R=G>A, Y=U>A, 其中 UGUAY 序列 占 90% 以上 ) 。使用植物細胞核裂解液進行的體外酶活實驗和凝膠遷移實驗（ EMSA ）證明 UGUA 序列為 植物特有的m6A 保守序列，且UGUm6A 可以被ECT2 高特異性識別。亞細胞定位實驗表明ECT2 蛋白分布于細胞核和細胞質，結合高通量測序數據分析，推測ECT2 具有雙重功能，ECT2 可能在細胞核中通過結合甲基化的UGUA 調控pre-mRNA 的 3'UTR 加工，在細胞質中ECT2 促進mRNA 的穩定性。進一步機理研究發現影響表皮毛發育的三個基因ITB1, TTG1 及DIS2 的轉錄本可以被m6A 修飾且被ECT2 結合，在 ECT2 的T-DNA 插入突變體中，ITB1, TTG1 及DIS2 的mRNA 穩定性降低，mRNA 表達量水平降低，繼而導致 ect2 突變體中表皮毛分叉數增多。
北京大學
2021-04-11
植物新生RNA的剪切動力學
內含子是基因中不具有編碼作用的片段，它會被轉錄到前體RNA中，但在mRNA加工過程中被剪切掉，而內含子剪切是真核生物mRNA成熟的關鍵步驟。在酵母中，當RNA聚合酶II(Pol-II)轉錄到內含子下游45nt時已經有一半的內含子完成了剪切。但高等真核生物，尤其植物中RNA共轉錄剪切速率，剪切狀態和其他RNA加工過程之間的關系又是什么樣的呢？為解答這一疑惑，翟繼先課題組開展了系列研究分析。
南方科技大學
2021-04-14
蛋白
蛋白
江西中洪博元生物技術有限公司
2021-10-28
一種光控RNA標記新技術
研究開發了 “ 熒光團輔助的 RNA 鄰近標記和測序技術 ” ，簡稱 “CAP-seq” 。 該方法通過可見光激發遺傳靶向的光敏蛋白 miniSOG 產生活性氧， 介 導鄰近 RNA 分子上的鳥嘌呤與具有生物正交功能把手的氨基探針進行共價交聯，既而通過富集純化與高通量測序檢測，實現 miniSOG 定位的亞細胞區域內 轉錄 組的空間特異性標記與鑒定。 利用 CAP-seq ，他們系統研究了幾個亞細胞區域的轉錄組，包括線粒體基質轉錄組 、 內質網表面 轉錄組 以及 線粒體外膜附近轉錄組。這些研究結果表明 CAP-seq 對 活細胞中開放區域的 RNA 標記具有良好的空間特異性和覆蓋度 。 他們在線粒體外膜附近檢測到 30 個編碼氧化磷酸化途徑相關蛋白的 RNA 和多達 55 個編碼核糖體蛋白的 mRNA ，這一結果不僅支持了線粒體蛋白在線粒體外膜被翻譯后直接轉運進線粒體的模型，還暗示著線粒體功能可能與蛋白質的翻譯調節有關。 CAP-seq 具有操作簡單、空間選擇性高、生物相容性好的特點，將成為一項適合于在多種生物系統中研究亞細胞 轉錄組 的新技術。
北京大學
2021-04-11
植物信使RNA （mRNA）代謝和mRNA質量監控
真核生物中，mRNA的降解對于mRNA的數量和質量調控都發揮關鍵的作用。成熟的mRNA在細胞中作為模板指導蛋白質的合成，而參與蛋白質翻譯的mRNA的數量受到精確調控。這一過程不僅取決于基因的轉錄水平，也決定于mRNA的降解速率。mRNA 降解主要包括多聚腺苷酸尾（polyA tail）的去除，脫帽（decapping）和核酸酶（ribonuclease）的消化。新近的研究表明，植物細胞中mRNA也可以在蛋白翻譯進行的同時被核酸酶消化，即mRNA逐步退出蛋白翻譯過程與其降解是偶聯的過程。為保證蛋白翻譯的準確性，植物細胞主要通過依賴翻譯的mRNA質量監控機制進行缺陷mRNA的分選及清除，從而實現mRNA質量的調控。這些mRNA質量監控機制同時也可以作為一種基因表達調控方式精細調節植物生長發育及環境適應性。在有缺陷的mRNA不能被核酸酶及時清除時，植物啟動依賴小RNA的轉錄后基因沉默途徑（PTGS, posttranscriptional gene silencing）加以剪切使其喪失功能。轉錄后基因沉默作為一種防御手段清除過量產生的異常mRNA尤其是外源基因表達的mRNA，同時mRNA降解途徑確保轉錄后基因沉默極少作用于內源編碼基因。該綜述對上述過程的分子機制及其在植物中的生物學功能進行梳理論述，并展望植物領域關于mRNA動態降解以及mRNA的數量和質量監控機制有待研究的問題。
南方科技大學
2021-04-13