研究揭示microRNA定量调控规律

将系统生物学建模分析与合成生物学实验相结合解析microRNA 定量调控规律。

　　日前，清华大学的汪小我、谢震研究组，通过合成与系统生物学方法揭示microRNA定量调控规律。相关成果发布在《美国科学院院刊》上。

　　microRNA是一类短的非编码RNA，通过与靶RNA结合抑制靶基因表达，在动植物中起到重要的转录后调控作用。每一类microRNA可以结合多种靶RNA。当microRNA表达量一定时，靶RNA通过与microRNA的竞争性结合消耗细胞内游离的microRNA，从而影响其对其他靶基因的调控，这一现象被称为竞争性内源RNA（ceRNA）效应。RNAi技术中的脱靶现象也与该效应密切相关。定量地刻画ceRNA效应，对理解microRNA调控规律和改进RNAi技术都具有重要意义。

　　论文将系统生物学建模分析与合成生物学实验相结合，建立了microRNA调控的数学模型，构建对应的合成基因线路并植入细胞中模拟ceRNA效应，证实了靶RNA和microRNA浓度对ceRNA效应的阈值现象，发现了microRNA的靶位点结合能力对ceRNA效应强度影响的函数关系，阐述了microRNA通路和RNAi通路竞争效应的不对称性，并从理论上提出了RNAi技术的改进方向。这一工作是将生物信息学、系统生物学与合成生物学相结合，定量揭示基因调控规律的一个成功范例，其科学发现为理解复杂的microRNA调控系统和未来用RNAi技术有效设计疾病基因靶向治疗等提供了理论基础。

　　该成果得到了国家“973”计划、自然科学基金优秀青年基金、“青年千人计划”和清华信息国家实验室的资助。