清华生命学院孙前文与杨雪瑞课题组协作发文报
来源:两会网 发表于2019-07-07 19:52:45 编辑:莫扎特
摘要: 8月29日电 8月28日,清华大学生命学院孙前文课题组与杨雪瑞课题组协作在植物学世界期刊《天然-植物》(Nature Plants)在线宣布题为 R环结构是拟南芥基因

  8月29日电 8月28日,清华大学生命学院孙前文课题组与杨雪瑞课题组协作在植物学世界期刊《天然-植物》(Nature Plants)在线宣布题为 R环结构是拟南芥基因组中一种常见的染色质结构(The R-loop is a common chromatin feature of the Arabidopsis genome) 的研讨论文,初次报道了精准、高效、高通量检测R环结构 (R-loop)的办法,并使用此办法初次提醒形式植物拟南芥基因组中R环的散布特征。

  图1:本研讨中最新开发的根据单链DNA建库的ssDRIP-seq原理图。

  R环是一种特别的染色体结构,由一条RNA:DNA杂合链和一条单链DNA所组成。现在越来越多的依据发现这种一起的染色质结构在原核和真核生物中普遍存在,在许多要害的生物学过程中发挥重要功用,包含染色质润饰、转录调控、DNA损害修正以及基因组安稳性等。根据特异辨认DNA:RNA杂合链抗体的免疫共沉淀及高通量测序剖析技能(简称DRIP-seq,DNA:RNA hybrid immunoprecipitation and sequencing)已被用来检测人、小鼠、酵母等形式生物全基因组水平的R环散布。但已有的DRIP-seq全基因组检测R环办法存在严峻的技能缺点,对数据的质量有不行忽视的影响。此外,植物全基因组水平的R环散布特征尚不清楚。

  该研讨以形式植物拟南芥为资料,在传统R环全基因组检测技能基础上开宣布一种全新的检测办法:根据单链DNA建库的DNA:RNA杂合链免疫共沉淀及高通量测序技能(简称ssDRIP-seq, single-strand DNA ligation-based library construction of DNA:RNA hybrid immunoprecipitation and sequencing,详见图1)。与已报道的全基因组R环检测办法比较,ssDRIP-seq表现出易操作、精准、高效、高度活络、可重复性好等长处,而且可取得DNA链特异性信息。根据ssDRIP-seq,该研讨取得了拟南芥全基因组水平R环的精准散布特征,如R环在拟南芥基因组中散布广泛且相对安稳,与基因表达、DNA甲基化、染色质润饰、GC/AT碱基偏移等存在着严密联系。不同于哺乳动物基因组,拟南芥中广泛存在一类反义长非编码RNA在正义链转录开始位点构成的R环(图2),估测这类特别的R环在调理基因转录开始或操控基因转录过程中发挥重要作用。该研讨还根据所取得的数据对R环在基因缄默沉静和基因组构成等中的功用进行了展望。《天然-植物》期刊专门约请加州大学戴维斯分校Frederic Chedin教授为本研讨编撰谈论文章,显现此项研讨在领域内的重要性。

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  图2:趋势剖析 (Metaplot)显现拟南芥基因组中既存在正义R环(sense R-loops,由基因本身转录本与其模板链构成的R-loop),也存在反义R环(antisense R-loops,大多是由基因的反义转录本在正义链转录开始位点构成的R-loop)。

  清华大学孙前文实验室成立于2019年秋,要点重视植物R环的构成、安稳和免除的调理机制及相应的生物学功用。本研讨是孙前文实验室继报道R-loop调理长非编码RNA表达并影响拟南芥开花(《科学》(Science), 2019)和R环调控水稻根的向地性(《分子植物》(Molecular Plant), 2019)之后的又一重要效果。ssDRIP-seq这种精准、高效、高通量R环检测技能的建立为随后的功用研讨供给了重要手法,将成为全基因组R-loop剖析的规范,并全面翻开全基因组水平剖析R-loop的散布及后续功用研讨的大门。

  孙前文课题组的徐炜博士为该论文榜首作者,杨雪瑞课题组徐晖、孙前文课题组李宽等在测序数据剖析方面做出了重要贡献,孙前文和杨雪瑞研讨员为本文的一起通讯作者。该研讨取得了科技部国家要点研制方案、国家天然科学基金委、清华大学自主科研方案、生命科学联合中心以及中组部青年千人方案等经费的支撑。

  

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