近日，來自深圳華大基因研究院和臺灣長庚大學的研究人員研發(fā)了一種對人類轉(zhuǎn)錄組中的RNA編輯位點進行測定和分析的新型計算方法，并發(fā)現(xiàn)人類轉(zhuǎn)錄組中存在大量的RNA編輯現(xiàn)象，該成果于2012年2月12日在國際著名雜志《自然-生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）上在線發(fā)表,。本研究利用最新的RNA-seq技術(shù)對人類個體中的RNA編輯位點進行了準確,、全面的檢測和廣泛的分析,，對提高研究人員采用新一代測序技術(shù)對RNA編輯進行研究及進一步了解RNA編輯與人類發(fā)育以及正?；蚣膊〉炔煌頎顟B(tài)的關(guān)系發(fā)揮了重要的作用,。
RNA編輯是指DNA轉(zhuǎn)錄成RNA前體（pre-RNA）后，RNA序列內(nèi)一些特異位點的核苷酸發(fā)生刪除,、添加或修飾等變化,，使得RNA所攜帶的遺傳信息發(fā)生改變的過程。這種改變影響了基因的表達,，使得一個基因可能產(chǎn)生幾種結(jié)構(gòu)和功能不同的蛋白質(zhì),。RNA編輯在靈長類進化和高級腦功能的發(fā)育等方面被視為重要因素。盡管科學家們已經(jīng)對RNA編輯修飾機理進行了一些研究,，如對遺傳信息的改變,、對RNA剪接和miRNA調(diào)控的影響等，但是對人類中RNA編輯的發(fā)生和作用仍知之甚少,。因此,，準確全面地對RNA編輯位點的鑒定和分析是深入理解轉(zhuǎn)錄后修飾相關(guān)機制等方面研究的關(guān)鍵一步。
去年5月份,，來自美國賓夕法尼亞大學醫(yī)學院及北卡羅來納州立大學醫(yī)學院的研究小組在《科學》（Science）雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于“RNA與DNA序列存廣泛差異”的文章,。研究人員發(fā)現(xiàn)大量的RNA與其模板DNA序列不一致，他們在外顯子中發(fā)現(xiàn)了超過1萬個不同的位點,。除部分不一致位點是已知的A到G的編輯類型外,，該研究小組還觀察到了所有12種可能的編輯類型，這表明mRNA有可能在將遺傳信息從細胞DNA攜帶至蛋白質(zhì)加工廠的過程中以某種未知的‘RNA編輯’機制進行了重新編輯,，并且編輯發(fā)生的普遍性遠超出原有的認識,。如果這一研究發(fā)現(xiàn)被證實是真實的，將會導致分子生物學中的“遺傳中心法則”被改寫,。然而,，一些科學家對此持懷疑態(tài)度，他們認為很大一部分RNA和DNA不一致的位點有可能是研究人員在使用高通量測序儀進行測序時的系統(tǒng)誤差或生物信息學分析方法不夠嚴謹導致的假陽性,。針對這些問題,，華大基因的研究人員研發(fā)了一個更加嚴謹?shù)乃惴ń獯鹱x者提出的各項質(zhì)疑，這將對這一領(lǐng)域的進一步研究帶來極大的幫助,。
在本研究中，科研人員采用新一代測序技術(shù)對已有全基因組測序的“炎黃一號”（YH）樣本的類淋巴細胞系進行全轉(zhuǎn)錄組測序,。通過比較分析,，共鑒定出22，688個RNA編輯位點,，其中有21,，113個位點是由腺嘌呤（A）轉(zhuǎn)變?yōu)轼B嘌呤（G）,；有1，146個是單堿基之間的轉(zhuǎn)換（包括嘌呤與嘌呤之間的替換或嘧啶與嘧啶之間的替換）,；還有429個位點發(fā)生了單堿基顛換（嘌呤和嘧啶之間的替換）,。目前，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)在線公開發(fā)布（http：//yheditome.genomics.cn/mgb2/gbrowse）,。此外,，科研人員還在miRNAs中發(fā)現(xiàn)了44個編輯位點，表明RNA編輯和miRNA介導的基因表達調(diào)控可能存在某種聯(lián)系,。
文章第一作者,、華大基因科技合作事業(yè)部副總裁彭智宇說：“這些研究結(jié)果證明我們的新計算方法和流程能夠精準、有效地對RNA編輯位點進行鑒定和分析,。該方法在鑒定RNA編輯位點的過程中采用多重過濾方法,，有效排除假陽性結(jié)果，消除偏差,，從而可以準確全面的反映人類全基因組RNA編輯的情況,。”
RNA-Seq技術(shù)又被稱為“全轉(zhuǎn)錄組鳥槍法測序”技術(shù)，其作為一種新一代測序技術(shù)在基因表達定量和基因結(jié)構(gòu)變化檢測等方面具有不可比擬的優(yōu)勢,。華大基因執(zhí)行院長王俊教授說：“在這次研究中,，我們采用了RNA-Seq技術(shù)對樣本進行測序，并研發(fā)了一套更加精確的新型計算方法去全面,、準確地挖掘人的轉(zhuǎn)錄組中所存在的RNA編輯位點,。我們希望在將來該方法能夠被應用于大規(guī)模的RNA編輯研究中，為深層揭示RNA水平上基因調(diào)控的分子機制提供科學手段,。”（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nbt.2122
PMC:
PMID:
Comprehensive analysis of RNA-Seq data reveals extensive RNA editing in a human transcriptome
Zhiyu Peng,1, 5 Yanbing Cheng,1, 5 Bertrand Chin-Ming Tan,2, 5 Lin Kang,1 Zhijian Tian,1 Yuankun Zhu,1 Wenwei Zhang,1 Yu Liang,1 Xueda Hu,1 Xuemei Tan,1 Jing Guo,1 Zirui Dong,1 Yan Liang,1 Li Bao1 & Jun Wang1, 3, 4
RNA editing is a post-transcriptional event that recodes hereditary information. Here we describe a comprehensive profile of the RNA editome of a male Han Chinese individual based on analysis of ~767 million sequencing reads from poly(A)+, poly(A)− and small RNA samples. We developed a computational pipeline that carefully controls for false positives while calling RNA editing events from genome and whole-transcriptome data of the same individual. We identified 22,688 RNA editing events in noncoding genes and introns, untranslated regions and coding sequences of protein-coding genes. Most changes (~93%) converted A to I(G), consistent with known editing mechanisms based on adenosine deaminase acting on RNA (ADAR). We also found evidence of other types of nucleotide changes; however, these were validated at lower rates. We found 44 editing sites in microRNAs (miRNAs), suggesting a potential link between RNA editing and miRNA-mediated regulation. Our approach facilitates large-scale studies to profile and compare editomes across a wide range of samples
