我室陆剑课题组揭示后生动物中RNA编辑事件的连锁现象

我室陆剑课题组揭示后生动物中RNA编辑事件的连锁现象

2017年10月18日,国际知名学术期刊《Molecular Biology and Evolution》以长文形式在线发表蛋白质与植物基因研究国家重点实验室陆剑课题组题为“Linkage of A-to-I RNA editing in metazoans and the impact on genome evolution”的研究论文。该论文首次报道了后生动物中RNA编辑事件的连锁现象,及其对基因组进化的影响。

腺嘌呤到次黄嘌呤(A-to-I)的RNA编辑现象是后生动物中广泛存在的转录后修饰,在不改变基因组序列的情况下,增加了蛋白产物的多样性。陆剑课题组之前发表在《PLOS Genetics》上的文章报道了果蝇RNA编辑的适应性演化。

RNA编辑位点在很多后生动物中是成簇存在的,但这些位点上的编辑事件是否连锁发生在相同RNA分子上尚不清楚。该课题组将DNA突变连锁不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)的检测方法运用到对RNA编辑事件的研究之中,通过对二代测序数据的分析,探究了包括果蝇、头足类海洋生物、线虫、人和小鼠在内的十种后生动物中RNA编辑事件的连锁现象。该研究在果蝇和头足类动物中检测到了很高比例的显著连锁的RNA编辑位点(PESs),而且这些RNA编辑的连锁在近缘物种中非常保守,其代价是相应区域基因组进化减慢,这与先前发现的果蝇和头足动物中RNA编辑事件总体具有适应性的结论是一致的。相比之下,在人和线虫里,相对较少比例的RNA编辑事件是连锁,推测这是由于人和线虫中的编码区的RNA编辑事件总体上是有害的,从而驱使相应的基因组DNA序列快速进化来避免有害的RNA编辑和连锁事件的发生。该研究还进行了大量的Sanger测序来验证RNA编辑事件的连锁现象。本研究首次揭示了后生动物中RNA编辑事件的连锁现象及其对基因组演化的影响,同时也表明了在RNA编辑的功能研究中需要考虑多个RNA编辑事件的组合效应,为研究有功能的RNA编辑位点提供了新思路。

陆剑研究员为该论文的通讯作者。生命中心博士生段元格、生科院博士生窦圣乾、张宏是论文的共同第一作者,生科院博士生吴长城、博士后吴明明为论文的共同作者。该项研究得到了科技部、国家自然科学基金、青年千人计划科研启动经费和北大-清华生命科学联合中心的支持。

后生动物中RNA编辑位点的连锁现象

(A)本研究所用的十个后生动物物种;(B)根据二代测序数据计算两个RNA编辑位点连锁(r2)的方法。

本文链接:https://doi.org/10.1093/molbev/msx274

(DOI:10.1093/molbev/msx274)