中大新聞網(wǎng)訊（通訊員楊建榮）新生RNA是指正在進行轉(zhuǎn)錄的RNA分子。它們可以折疊成各種復雜的二級結構，即共轉(zhuǎn)錄折疊（co-transcriptional folding）。新生RNA的二級結構能調(diào)控選擇性剪接、轉(zhuǎn)錄效率等基因表達的關鍵生物學過程，因此具有重要的研究價值。為了在真核生物基因組水平解析新生RNA的共轉(zhuǎn)錄折疊，中山大學中山醫(yī)學院楊建榮教授團隊開發(fā)了一種名為eSPET-seq（the Structural Probing of Elongating Transcripts in eukaryotes）的新型高通量實驗方法，在Nature Communications發(fā)表相關研究結果“Genome-wide probing of eukaryotic nascent RNA structure elucidates cotranscriptional folding and its antimutagenic effect”，并首次在基因組水平證實了新生RNA結構對DNA自發(fā)突變的抑制作用。
團隊采用小分子藥物NAI-N3對釀酒酵母細胞內(nèi)RNA上的單鏈位點進行特異性標記，同時富集轉(zhuǎn)錄中的新生RNA，最后通過高通量測序的方法確定轉(zhuǎn)錄進程以及對應的RNA二級結構（圖1）。實驗數(shù)據(jù)提示，新生RNA的二級結構常常隨著轉(zhuǎn)錄的進行而出現(xiàn)動態(tài)變化，但最終形成的結構與細胞質(zhì)中的成熟RNA整體較為相似。
圖1 eSPET-seq實驗流程
在前期研究中，團隊成員發(fā)現(xiàn)提升報告基因CAN1的新生RNA二級結構穩(wěn)定性可以競爭性抑制R-loop（RNA-DNA雜合雙鏈）的形成，從而減少基因轉(zhuǎn)錄引起的DNA突變（圖2）。利用eSPET-seq的數(shù)據(jù)和公開的基因組R-loop與突變率數(shù)據(jù)，本研究發(fā)現(xiàn)新生RNA折疊的抑突變作用對酵母基因組和腫瘤基因組的突變率都產(chǎn)生了影響——新生RNA二級結構越強的基因，其突變率越低。換言之，RNA作為遺傳信息的載體，反過來對遺傳信息本身的準確性（突變率）產(chǎn)生了影響。
圖2 新生RNA二級結構影響DNA自發(fā)突變率的機制
中山醫(yī)學院的余功旺博士和劉瑤博士為該論文的共同第一作者，楊建榮教授是論文的通訊作者，陳小舒教授及其團隊也為本研究做出了貢獻。本研究受到國家自然科學基金、中山一院先進醫(yī)學技術研究中心項目、國家科技部項目等支持。
