最近,,來(lái)自中科院生物物理所的科學(xué)家對(duì)模式生物——線蟲(chóng)基因組內(nèi)含子中大量非編碼蛋白的小RNA進(jìn)行了深入的分析。他們確定了100個(gè)以前從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,,其中包含了2個(gè)新的類(lèi)別,。他們的研究進(jìn)一步了解了線蟲(chóng)基因組的結(jié)構(gòu)與非編碼RNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié),并且更加明確了非編碼RNA在發(fā)育過(guò)程中起到重要的作用,。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在1月的Genome Research上,,這本雜志04年的影響因子約為10。
據(jù)文章通訊作者陳潤(rùn)生教授介紹:“近年來(lái)發(fā)現(xiàn)非編碼RNA在許多不同的細(xì)胞過(guò)程中起到重要的作用,。在線蟲(chóng)中,,除去最近人們研究的microRNA或者其它一些已知在轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)過(guò)程中起到重要作用的小分子RNA,小的非編碼RNA(比如:ncRNA)都沒(méi)有進(jìn)行過(guò)廣泛的研究,。”
利用一種新的,、高通量克隆小的全長(zhǎng)ncRNA方法,陳教授實(shí)驗(yàn)室成功分離并鑒定出161種轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,。采用的新克隆方法在檢測(cè)ncRNA上有非常出色的表現(xiàn),,比起現(xiàn)有方法檢測(cè)效率更高。陳教授稱(chēng):“根據(jù)過(guò)去發(fā)表論文介紹,,檢測(cè)率僅約為3%,,但是我們的方法檢測(cè)率可以達(dá)到30%,足足提高了10倍,。這就好像是從一款1908年的T型福特車(chē)‘呼’一聲飆升到法拉利一樣,!”
在新發(fā)現(xiàn)的161個(gè)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中,100個(gè)是從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的,,61個(gè)是已知或者預(yù)測(cè)到的,。在100個(gè)新基因中,30個(gè)沒(méi)有已知功能,,另外70個(gè)屬于常見(jiàn)的小核RNA(small nucleolar RNA, snoRNA),。根據(jù)測(cè)序結(jié)果和結(jié)構(gòu)特征,研究人員對(duì)30個(gè)未知功能RNA中超過(guò)半數(shù)進(jìn)行了分類(lèi),,它們可以歸為2個(gè)新的類(lèi)別:柄部突出RNA(stem-bulge RNA, sbRNA)和小核樣RNA(small nuclear-like RNA, snlRNA),。這兩類(lèi)RNA都在線蟲(chóng)發(fā)育晚期表現(xiàn)出轉(zhuǎn)錄量上升的趨勢(shì),表明它們可能在這一階段行使功能,。
線蟲(chóng)基因組組成中的snoRNA和其它ncRNA與其它動(dòng)物的十分不相同,,這是它十分有趣的一個(gè)地方。其它多細(xì)胞動(dòng)物的基因組中,大部分snoRNA發(fā)現(xiàn)于受到獨(dú)立啟動(dòng)子調(diào)控的內(nèi)含子中,;而線蟲(chóng)的snoRNA位點(diǎn)可能在基因間(intergenic)或者是基因內(nèi)存在(含有或不含有啟動(dòng)子),;而植物的snoRNA則主要以基因間形式存在的。其它的ncRNA無(wú)論在動(dòng)物或植物中都主要定位于基因間區(qū)域,。陳教授的研究表明許多這些其它ncRNA是定位于一個(gè)編碼蛋白基因內(nèi)部,,并受到獨(dú)立啟動(dòng)子元件的調(diào)控。
研究人員預(yù)測(cè)在線蟲(chóng)里大約存在2700個(gè)ncRNA基因,。對(duì)這些非編碼轉(zhuǎn)錄組研究的巨大潛力在于:在高等生物中,,它可能對(duì)稀疏的編碼蛋白基因之間產(chǎn)生的調(diào)控間隙進(jìn)行填補(bǔ)。從單細(xì)胞的酵母,、上千個(gè)細(xì)胞的線蟲(chóng)到上萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞的哺乳動(dòng)物,,它們的編碼蛋白基因數(shù)目差別僅在6000、19000和25000,。研究人員認(rèn)為非編碼RNA的調(diào)節(jié)可以解釋這種矛盾的現(xiàn)象,,也解釋了高等生物所發(fā)展的高度生物復(fù)雜性(生物通記者 謝菲)。
陳潤(rùn)生教授 簡(jiǎn)歷:
1964年畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)生物物理系,;
1978到1980年在吉林大學(xué)理論化學(xué)進(jìn)修班學(xué)習(xí),;
1985-1987 獲洪堡獎(jiǎng)學(xué)金在德國(guó)紐倫堡大學(xué)從事量子生物學(xué)研究;
1994年到2003年作為訪問(wèn)學(xué)者或訪問(wèn)教授先后在香港中文大學(xué),;美國(guó)加州洛杉磯大學(xué),;美國(guó)哈佛大學(xué);日本大阪大學(xué)蛋白質(zhì)研究所,;臺(tái)灣理論科學(xué)中心等從事合作研究,。
研究工作摘要:
是我國(guó)最早從事理論生物學(xué)和生物信息學(xué)研究的科研人員之一。二十多年來(lái)在生物信息學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,,曾參加我國(guó)第一個(gè)完整基因組泉生熱袍菌B4基因組序列的組裝和基因標(biāo)識(shí),,曾參加人類(lèi)基因組1%和水稻基因組工作草圖的研究。共發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇,,自1996年以來(lái)在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上共作大會(huì)報(bào)告及分組會(huì)報(bào)告十余次,。由于其在基因組信息學(xué)領(lǐng)域的早期工作,1996年9月29日至10月3日在日本筑波召開(kāi)的第十五屆國(guó)際科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會(huì)(CODATA)大會(huì)上應(yīng)邀作“Kotani Memorial Lecture”,,同時(shí)獲得“小谷正雄 ”獎(jiǎng) (“ Kotani Prize ”,,生物領(lǐng)域 )。