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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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研究發(fā)現(xiàn)poly(A)尾中鳥嘌呤含量調(diào)控翻譯的新機制

2019-09-09 遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所

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　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國科學(xué)院植物研究所以及賓夕法尼亞大學(xué)合作，通過對mRNA全長poly(A)尾進行測序并發(fā)展下游生物信息學(xué)算法提取高質(zhì)量測序信息，發(fā)現(xiàn)在模式植物擬南芥的poly(A)尾中存在非A核苷酸，且G的比例最高：10%的poly(A)尾內(nèi)含有至少一個鳥苷酸G，其G含量分布范圍為0.8-28%。研究人員隨后以擬南芥poly(A)結(jié)合蛋白家族核心成員AtPAB2、AtPAB4和AtPAB8為研究對象，構(gòu)建了一系列重要的突變體。并通過進一步整合CLIP-seq、ribo-seq和mRNA穩(wěn)定性檢測等高通量實驗技術(shù)發(fā)現(xiàn)：在poly(A)尾中G含量的差別可導(dǎo)致AtPAB對不同mRNA的差異結(jié)合，且G可通過對AtPAB的結(jié)合抑制效應(yīng)下調(diào)mRNA的翻譯效率。該研究充分展示了測序技術(shù)與算法的結(jié)合在解析生物大分子調(diào)控過程中的強大優(yōu)勢。其研究結(jié)果是對分子生物學(xué)中心法則的拓展與創(chuàng)新，對探究其他物種中mRNA的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機理具有重要參考價值。

　　上述研究于9月3日在Genome Biology雜志上在線發(fā)表(DOI：10.1186/s13059-019-1799-8)。中科院遺傳發(fā)育所肇濤瀾、郇慶、孫婧與劉春艷為共同第一作者；研究員曹曉風(fēng)與錢文峰為共同通訊作者；中科院植物所劉春明研究組與賓夕法尼亞大學(xué)Brian D. Gregory研究組也參與了研究工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院以及植物基因組學(xué)國家重點實驗室的資助。

圖: poly(A)尾中的鳥苷酸（G）可通過抑制與AtPAB的結(jié)合下調(diào)翻譯效率

　　poly(A)尾對真核生物mRNA具有關(guān)鍵的調(diào)控功能，是其穩(wěn)定性的重要決定元件。盡管poly(A)尾如此重要，在被發(fā)現(xiàn)后的幾十年里，其序列竟然極少被精確解讀過。主要原因在于，擴增簡單串聯(lián)的單核苷酸序列會導(dǎo)致聚合酶滑動，從而造成測序結(jié)果的移碼和亂碼。近幾年，一些針對mRNA尾的高通量測序技術(shù)逐步建立。例如，PAL-seq通過不同poly(A)長度樣品的標(biāo)準(zhǔn)曲線估計待測定mRNA的poly(A)尾長度。Tail-seq則針對二代測序的原始圖像數(shù)據(jù)開發(fā)了算法，通過與標(biāo)準(zhǔn)品比較，推斷poly(A)尾的長度及序列。人類細(xì)胞系中Tail-seq的結(jié)果顯示：poly(A)尾內(nèi)存在非A核苷酸（G，U，C），其中鳥苷酸G所占比例最高。然而，由于難以進一步獲得相關(guān)突變體，目前對于poly(A)尾中G的分子功能以及作用機制仍鮮有報道。
　　中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、中國科學(xué)院植物研究所以及賓夕法尼亞大學(xué)合作，通過對mRNA全長poly(A)尾進行測序并發(fā)展下游生物信息學(xué)算法提取高質(zhì)量測序信息，發(fā)現(xiàn)在模式植物擬南芥的poly(A)尾中存在非A核苷酸，且G的比例最高：10%的poly(A)尾內(nèi)含有至少一個鳥苷酸G，其G含量分布范圍為0.8-28%。研究人員隨后以擬南芥poly(A)結(jié)合蛋白家族核心成員AtPAB2、AtPAB4和AtPAB8為研究對象，構(gòu)建了一系列重要的突變體。并通過進一步整合CLIP-seq、ribo-seq和mRNA穩(wěn)定性檢測等高通量實驗技術(shù)發(fā)現(xiàn)：在poly(A)尾中G含量的差別可導(dǎo)致AtPAB對不同mRNA的差異結(jié)合，且G可通過對AtPAB的結(jié)合抑制效應(yīng)下調(diào)mRNA的翻譯效率。該研究充分展示了測序技術(shù)與算法的結(jié)合在解析生物大分子調(diào)控過程中的強大優(yōu)勢。其研究結(jié)果是對分子生物學(xué)中心法則的拓展與創(chuàng)新，對探究其他物種中mRNA的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機理具有重要參考價值。
　　上述研究于9月3日在Genome Biology雜志上在線發(fā)表(DOI：10.1186/s13059-019-1799-8)。中科院遺傳發(fā)育所肇濤瀾、郇慶、孫婧與劉春艷為共同第一作者；研究員曹曉風(fēng)與錢文峰為共同通訊作者；中科院植物所劉春明研究組與賓夕法尼亞大學(xué)Brian D. Gregory研究組也參與了研究工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院以及植物基因組學(xué)國家重點實驗室的資助。
　　圖: poly(A)尾中的鳥苷酸（G）可通過抑制與AtPAB的結(jié)合下調(diào)翻譯效率
　　

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