本報訊（記者黃辛 通訊員林濱霞）中科院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心（生物化學與細胞生物學研究所）陳玲玲研究組發(fā)現(xiàn)，基因組來源相同的長非編碼RNA在不同物種細胞內(nèi)的“坐標”定位和功能存在顯著不同，首次揭示了長非編碼RNA物種差異“加工”機制決定功能多樣化，為深入理解長非編碼RNA的進化及功能提供了新思路。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《細胞》。

　　研究人員通過系統(tǒng)的分析發(fā)現(xiàn)，長非編碼RNA的加工、定位及其功能在人、猴、鼠來源的胚胎干細胞內(nèi)存在著明顯的差異。例如，雖然長非編碼RNA——FAST（中文名“極速”）在人、猴、鼠胚胎干細胞中都表達，但其在干細胞內(nèi)的“坐標”定位明顯不同，因此對干細胞命運調(diào)控也存在進化的差異。

　　人FAST存在于長非編碼RNA的重要“消費市場”——細胞質(zhì)內(nèi)，通過參與細胞信號通路的調(diào)控幫助胚胎干細胞維持自我更新；而鼠FAST則累積于長非編碼RNA的主要“生產(chǎn)工廠”——細胞核內(nèi)，因此無法參與細胞信號通路的調(diào)控，對胚胎干細胞自我更新的維持“毫無建樹”。

　　研究發(fā)現(xiàn)，物種差異的長非編碼RNA加工導致了FAST在人、猴、鼠細胞內(nèi)的定位及功能演變，而深入的機制研究則表明長非編碼RNA的物種差異加工由蛋白質(zhì)PPIE決定。

　　PPIE在細胞核內(nèi)控制長非編碼RNA的加工成熟。該蛋白質(zhì)在鼠胚胎干細胞中數(shù)量較多，在關(guān)鍵步驟嚴格限制了鼠FAST的加工成熟，導致大量不成熟的鼠FAST滯留于細胞核內(nèi)；而在人胚胎干細胞中，PPIE數(shù)量顯著減少，使更多的人FAST得以加工并到達細胞質(zhì)發(fā)揮功能，參與干細胞的自我更新維持。在猴胚胎干細胞中，PPIE的數(shù)量、FAST和其它長非編碼RNA在細胞內(nèi)的“坐標”定位和功能更趨向于人胚胎干細胞，這也與人猴在進化上比猴鼠更近的事實相符。

　　專家表示，這項研究首次發(fā)現(xiàn)了物種差異加工導致的長非編碼RNA在細胞內(nèi)的“坐標”定位及功能的區(qū)別，揭示了一類基因組位置一致、但是物種加工和定位不同的長非編碼RNA，并闡明了物種差異加工和定位導致的功能進化演變，豐富了人們對長非編碼RNA表達調(diào)控、定位和功能多樣性的認識，為深入研究長非編碼RNA功能與物種進化過程中適應性演變提供了新的理論基礎。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.006 

　　原載于《中國科學報》 2020年4月13日 第4版

　　作者：黃辛 林濱霞