北大喬傑、湯富酬、黃岩誼發表環狀RNA新成果

導讀：

隨著二代測序的發展，近幾年人們意識到環狀RNA其實是非常普遍的。北京大學的研究團隊分析了人類植入前胚胎的整個轉錄組，追蹤了環狀RNA在胚胎髮育過程中的表達情況。這項研究發表在六月二十日的Genome Biology雜誌上，文章通訊作者是北京大學的喬傑（Jie Qiao）教授、湯富酬（Fuchou Tang）研究員和黃岩誼（Yanyi Huang）教授。

早在幾十年前，生物學家們就發現了環狀RNA。與線性RNA相比，環狀RNA受到的關注比較少，一直被認為是剪切過程中發生的錯誤。隨著二代測序的發展，近幾年人們意識到環狀RNA其實是非常普遍的。這些分子廣泛存在於多種生物的細胞中（從古生菌、酵母、小鼠到人類），能夠通過不同途徑影響基因表達，很可能在細胞中扮演著重要的角色。

北京大學的研究團隊分析了人類植入前胚胎的整個轉錄組，追蹤了環狀RNA在胚胎髮育過程中的表達情況。這項研究發表在六月二十日的Genome Biology雜誌上，文章通訊作者是北京大學的喬傑（Jie Qiao）教授、湯富酬（Fuchou Tang）研究員和黃岩誼（Yanyi Huang）教授。

隨著生活節奏的加快和社會壓力的增大，我國的不孕不育患者已超過了5000萬。越來越多的人們開始求助於體外受精技術IVF。IVF也就是我們常說的試管嬰兒，這是一種相當成熟的輔助生育技術。當卵子成熟並準備排卵時，醫生們將其從女性卵巢取出並與精子在體外共同孵育，然後選出發育得最好的胚胎植入子宮。

研究人員通過SUPeR-seq對人類卵母細胞和植入前胚胎進行了系統的轉錄組分析，包括帶有polyA的mRNA和不帶polyA的RNA。他們鑒定了10,032個環狀RNA，絕大多數環狀RNA具有發育階段特異性，而且受到了動態調控。許多環狀RNA是母體表達的，可能在卵母細胞發生和受精卵形成中承擔著重要的調控功能。

研究人員比較了人類和小鼠胚胎，發現人類植入前胚胎的環狀RNA種類比小鼠胚胎多。他們還組裝了新的轉錄單元，不少轉錄單元是潛在的長非編碼RNA。這項研究為人們提供了寶貴的資源，有助於進一步揭示環狀RNA在胚胎髮育中的獨特功能和複雜調控機制。

在生物信息學、生化分析和深度測序的幫助下，研究者們對神秘的環狀RNA有了空前的認識。越來越多的證據表明，環狀RNA具有重要的生物學意義，而且它們的功能不同於線性RNA。2013年Nature雜誌發表的兩項研究顯示，環狀RNA可以起到microRNA海綿的作用，可以結合并抑制microRNA的活性，進而調控microRNA的靶標發揮作用。

去年4月，德國Max Delbrück分子醫學中心的研究團隊全面分析了哺乳動物大腦內的環狀RNA。他們在大腦不同區域、原代神經元、分離的突觸、以及神經元分化過程中進行了RNA測序。這項發表在Molecular Cell雜誌上的研究表明，環狀RNA在哺乳動物大腦中丰度很高、相當保守而且存在動態表達。

今年二月陳玲玲研究員在Nature Reviews Molecular Cell Biology雜誌上發表綜述文章，全面探討了環狀RNA（circRNA）的生物合成和新功能。雖然環狀RNA通常表達水平較低，但它們的表達存在細胞和組織特異性。文章指出，環狀RNA可以通過不同途徑影響基因表達，有效擴展真核細胞轉錄組的多樣性和複雜性。

作者簡介：

喬傑，1990.08－1992.11，北京醫科大學第三醫院婦產科住院醫師；1992.12－1997.09，北京醫科大學第三醫院婦產科主治醫師；1996.09－1997.03及1997.10－1997.11香港大學瑪麗醫院（Queen Mary Hospital）婦產科訪問學者並獲香港臨時註冊醫師資格；1997.10－2001.05，北京醫科大學第三醫院婦產科副主任醫師、副教授；2001.06－至今，北京大學第三醫院婦產科主任醫師，教授；2000.10－至今，北京大學第三醫院婦產科主任；2003.03－至今北京大學第三醫院生殖醫學中心主任；2003.3-2012.5，北京大學第三醫院黨委副書記；2012.05－至今，北京大學第三醫院院長

湯富酬，研究員，2003年在北京大學獲理學博士學位，2004－2010年，英國劍橋大學Gurdon研究所博士後，2010年至今在北京大學生物動態光學成像中心任研究員。主要圍繞哺乳動物早期胚胎髮育，研究胚胎幹細胞和上胚層幹細胞的自我更新能力和多能性調控的分子機理，特別是表觀遺傳學調控機理，以及相關的原始生殖細胞發育過程中的表觀遺傳學重編程機理。利用本實驗室發展的單細胞microRNA表達譜分析技術、基於深度測序的單細胞數字轉錄組分析技術、單細胞基因分型技術、以及染色體免疫共沉澱-深度測序技術、小鼠胚胎顯微操作技術深入分析多能性幹細胞的動態基因表達網路和表觀遺傳學調控。

黃岩誼，男，博士後，北京大學材料科學與工程系教授、博士生導師。北京大學生物動態光學成像中心研究員，北京大學高通量測序中心；北京大學化學與分子工程學院兼職研究員，北京大學終身正教授。黃岩誼課題組致力於發展應用於集成生物學研究的新技術。課題組當前的研究興趣集中在基因測序技術、微流控技術及生物成像技術三個方面。我們一直在發展高效、新型的高通量DNA測序技術及其應用方法，特別是測序化學與設備研發、單細胞測序技術應用與器件研發、以及少量細胞的表觀基因組學測序方法研發。

本文來源於：生物通

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