南科大Andrew Hutchins团队研究揭示转座子在人多能干细胞转录组中的活性和影响
2021年09月26日 科研新闻 浏览量 :844

近日,南方科技大学生命科学学院生物系副教授Andrew Hutchins团队在Nucleic Acids Research杂志发表题为“Transposable element sequence fragments incorporated into coding and noncoding transcripts modulate the transcriptome of human pluripotent stem cells”的研究论文,通过利用长读测序来组装全长转录本的TEs,并构建关于多能性干细胞参与调控多能干细胞转录本的全局图谱。

微信图片_20210927101359.jpg      人体中每个细胞含有大约40亿碱基对,但只有4%的序列能够编码蛋白质。人类基因组中由接近50%的转座子(Transposable elements,TEs)组成。在进化过程中,由于TEs能够自我复制特性,它早已广泛的存在于人类基因组中。TEs由几千种不同类型组成,包括古老的内源性逆转录病毒。绝大多数TEs不再具有功能性,因为它们已发生突变,但人类的细胞依旧尽职尽责地将这些TEs复制到下一代细胞中。尽管TEs被称为“垃圾DNA”,但仍有许多TEs在各种细胞活动中仍具有作用。TEs是可以被转录为RNA并影响人体细胞的转录组。许多含TEs的转录本已经证实了在细胞功能方面至关重要,也在人类疾病中发挥作用。然而,对TEs序列的精确测序和TEs分析研究的非常困难,TEs对转录本的影响尚未深入探讨。

令人惊讶的是,37%的转录本中发现了TEs序列,其中包括26%的正常蛋白质编码转录本。对于非编码转录本,大多数(65%)具有至少一个TE序列片段,研究还发现TEs不是随机分布在转录本中。在编码转录本中,TEs转录本主要发现在3'UTR中。TEs会在一些转录本表达序列当中,并且翻译成蛋白质的一部分。

TEs序列决定了转录本转录编码的能力和TEs的类型。含TEs的非编码转录物往往具有较低水平的RNA,但TEs没有显著影响编码转录物的RNA水平。总体来说,含有TEs转录本的不太稳定,大多定位于细胞核,具有非均匀的表达和独特的RNA结合蛋白模式。

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TEs在不同转录本的分布与功能

论文的第一作者是Andrew Hutchins课题组博士后Isaac Babarinde。Andrew Hutchins为论文通讯作者。共同完成这项工作的项目合作者包括中国科学院广州生物医药和健康研究院研究员Miguel Esteban,中国科学院再生生物学重点实验室研究员陈捷凯,香港大学教授Ralf Jauch,上海曙光医院教授童国庆,英国伯明翰大学计算生物学中心主任、伯明翰生物信息学主席Jean-Baptiste Cazier和英国伯明翰大学的癌症与基因组科学研究所干细胞生物学教授Jon Frampton。南科大是论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

 

论文链接:https://doi.org/10.1093/nar/gkab710


 

供稿:生命科学学院

文字:李雨豪、马刚

通讯员:付文卿

主图:丘妍

编辑:朱增光

 


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