清华大学首席科学家CellStemCell发布lncRNA重要发现

　　来自清华大学、中科院动物研究所的研究人员揭示，在多能细胞中Divergent lncRNAs调控了基因表达和谱系分化。这一重要的研究发现发布在3月17日的《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。

　　清华大学973项目首席科学家沈晓骅(Xiaohua Shen)是这篇论文的通讯作者。其主要研究方向是运用跨学科生物手段，包括小鼠遗传学，分子及细胞生物学和基因组及蛋白组学等系统生物学技术，研究表观遗传学机理在干细胞分化，细胞功能和命运决定中的作用。

　　哺乳动物基因组序列中，90%转录成RNA，而转录产物中只有10%具有蛋白编码功能，其余90%转录产物被认为是非编码RNA，其中转录长度>200nt定义为长链非编码RNA（LncRNA）。LncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”和“黑暗物质”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。然而，近年来的研究表明，LncRNA在各种各样的生命过程中扮演了重要的角色，如染色体剂量代偿、基因组印记、表观遗传调控、细胞周期调控、细胞核质传递、转录翻译剪切、细胞分化和干细胞的维持等。

　　一些研究证实，LncRNA在细胞多向分化的过程中起重要的调控作用，参与了维持胚胎干细胞多潜能状态、胚胎干细胞分化、神经细胞分化、肌肉分化、表皮细胞分化、成骨细胞分化和脂肪细胞分化。

　　2015年3月，来自贝勒医学院的一个研究小组确定了富集在小鼠造血干细胞（HSCs）中的159个未注释lncRNA（LncHSCs），其中两个lncRNA的敲除可影响HSC的自我更新和分化。相关研究结果发表在Cell Stem Cell。

　　加州大学旧金山分校的研究团队发现，大脑干细胞中的非编码RNA Pnky有重要的临床意义，操纵它可以大大增加神经干细胞生产的神经元。这项研究发表在同月的Cell Stem Cell杂志上。

　　2015年4月，沈晓骅领导清华大学的研究人员，利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术揭示出在胚胎干细胞分化过程中lncRNA Haunt和它的基因组位点（Genomic Locus）在调控HOXA基因的激活中发挥了相反的作用。这一重要的研究发现发表在Cell stem cell杂志上。

　　在最新的研究论文中沈晓骅和合著作者们指出，Divergent lncRNAs是一类按与邻近蛋白质编码基因相反的方向转录的lncRNAs，其在哺乳动物基因组总lncRNAs中占据了很大的比例(∼20%)。通过全基因组分析，研究人员发现这类lncRNA的分布与必需发育调控基因关系非常密切。

　　在多能细胞中，divergent lncRNAs调控了附近基因的转录。举例来说，一个叫做Evx1as的divergent lncRNA促进了邻近基因EVX1的转录，调控了中内胚层分化。在单细胞水平上，早期广泛表达Evx1as伴随着快速高水平的EVX1转录，支持了这一观点：Evx1as在上游发作作用促进了EVX1转录。机制研究揭示，Evx1as RNA结合染色质上的一些调控位点，促进了活化的染色质状态及与Mediator互作。

　　基于她们的分析结果，作者们提出从邻近基因的作用推断出成千上万这类未确定特征的lncRNAs的生物学功能。