开发RNA-3C新方法以系统鉴定长非编码RNA体内作用靶标

批准号:
91740201
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
300.0 万元
负责人:
薛愿超
依托单位:
学科分类:
C0601.遗传物质结构与功能
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹唱唱、陈娟、孙梦茹、苏瑞宝、蔡兆奎、贾烨、王迪、刘哲、叶融
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
人类基因组编码了数十万条lncRNA,是蛋白质编码基因的8倍之多,但由于实验方法的限制,绝大多数lncRNA的功能及作用机制还不清楚。我们近期开发了可鉴定lncRNA靶标的新方法RNA-3C (RNA in situ three-dimensional contacts and conformation capture),借助RNA-RNA的原位连接,实现了非编码RNA靶标的全景式鉴定,并克服了已有方法的体外非特异性连接缺点。RNA-3C重现了NEAT1和MALAT1等已知lncRNA的体内作用靶标,并鉴定了一类hub-lncRNA,它们与周边数个Mb范围内的RNA或者不同染色体上的RNA相互作用,可能在DNA拓扑结构域组织和基因表达调控中发挥重要作用。我们计划继续完善RNA-3C,解析调节MYC的关键hub-lncRNA,揭示lncRNA调控基因表达的新规律、新功能和新机制。
英文摘要
Human genome encodes over hundreds of thousands long non-coding RNAs, which are more than eight-fold to the number of protein coding genes. Due to technical limits, the functional mechanism for most of the lncRNAs remains unknown. We recently developed a new technique, RNA-3C, to systematically identify lncRNA in vivo targets. By proximity ligation of direct contacting RNAs in situ, we simultaneously identified all the non-coding RNA targets in Hela cell, and largely excluded the false positive signals due to the in vitro ligations by published method. RNA-3C also revealed most of the targets identified by CHART-seq strategy for lncRNA NEAT1 and MALAT1. Unexpectedly, we identified many hub-lncRNAs, which can span over several mega-bases in the same chromosome or across many different chromosome regions. Within this proposal, we are planning to further improve RNA-3C method, and to decipher the functional mechanism of hun-lncRNA in MYC regulation. Moreover, RNA-3C will enable us to reveal new principals, functions and mechanisms for lncRNAs.
人类基因组经过广泛转录产生了大量的非编码RNA分子,在细胞发育、分化、代谢和癌症发生等过程中发挥着关键的调控作用。非编码RNA,尤其是长链非编码RNA,发挥作用往往需要形成复杂的高级结构,并在RNA结合蛋白的协助下与其他RNA分子相互作用以发挥调控功能。因此,解析非编码RNA的高级结构与作用靶标是理解其功能机制的前提。细胞核内DNA的高级结构可利用Hi-C和ChromEMT等技术进行三维重构,而蛋白质的结构则可利用cryo-EM和cryo-ET等技术加以解析。然而,与DNA和蛋白质结构研究的飞速发展相比,RNA分子原位高级结构的解析则进展缓慢,成为破解生命健康奥秘的瓶颈难题。为了解决该难题,我们在本项目的支持下,创建了RNA原位构象测序新技术RIC-seq,实现了细胞内RNA原位高级结构和作用靶标的全景式解析(Nature 2020,Nat Protocol 2021),并取得了一些重要的概念性进展:1)发现增强子RNA可与启动子RNA互作并介导染色质构象改变,进而调控转录 (Nature 2020, Curr Opin Genet Dev 2021, Essays Biochem 2020, WIREs RNA 2022); 2)阐明了增强子和启动子非编码RNA在AID靶位点选择中的新功能(Cell Res 2018);3) 揭示了endo-siRNA以非完全互补配对的方式抑制基因表达的新机制 (Nat Cell Biol 2021)。此外,我们还开发了vRIC-seq技术,用于高通量解析致病性RNA病毒在颗粒内的基因组构象。利用vRIC-seq技术,我们重构了SARS-CoV-2基因组RNA的高级结构,揭示了其结构特征和组织规律,并针对单链暴露区域设计了小干扰RNA,可在细胞内高效切割和清除SARS-CoV-2基因组RNA (Nat Commun 2021)。自2018年本项目执行以来,共发表项目标注的高水平论文四篇,综述四篇,包括Nature、Nature Cell Biology、Cell Research等;申请国内发明专利三项,国际PCT专利一项,获得授权一项,并成功进行了转化应用。在人才培养方面也取得了优异的成绩,造就了一批具有国际视野的优秀中青年科研人才,推动了我国RNA领域的创新发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Global profiling of RNA-binding protein target sites by LACE-seq
通过 LACE-seq 对 RNA 结合蛋白靶位点进行全局分析
DOI:10.1038/s41556-021-00696-9
发表时间:2021-06-01
期刊:NATURE CELL BIOLOGY
影响因子:21.3
作者:Su, Ruibao;Fan, Li-Hua;Xue, Yuanchao
通讯作者:Xue, Yuanchao
Architecture of RNA-RNA interactions.
RNA-RNA 相互作用的结构
DOI:10.1016/j.gde.2021.11.007
发表时间:2021-12
期刊:Current opinion in genetics & development
影响因子:4
作者:Yuanchao Xue
通讯作者:Yuanchao Xue
Global in situ profiling of RNA-RNA spatial interactions with RIC-seq
使用 RIC-seq 对 RNA-RNA 空间相互作用进行全局原位分析
DOI:10.1038/s41596-021-00524-2
发表时间:2021-05-21
期刊:NATURE PROTOCOLS
影响因子:14.8
作者:Cao, Changchang;Cai, Zhaokui;Xue, Yuanchao
通讯作者:Xue, Yuanchao
DOI:10.13376/j.cbls/2021032
发表时间:2021
期刊:生命科学
影响因子:--
作者:蔡兆奎;薛愿超
通讯作者:薛愿超
DOI:https://doi.org/10.1002/wrna.1712
发表时间:2022
期刊:WIREs RNA
影响因子:--
作者:Di Wang;Rong Ye;Zhaokui Cai;Yuanchao Xue
通讯作者:Yuanchao Xue
发展单细胞LACE-seq技术重构非编码RNP复合物调控早期胚胎发育规律
- 批准号:32130064
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:296万元
- 批准年份:2021
- 负责人:薛愿超
- 依托单位:
RNA结合蛋白与转录调控
- 批准号:--
- 项目类别:国家杰出青年科学基金
- 资助金额:400万元
- 批准年份:2020
- 负责人:薛愿超
- 依托单位:
RNA动态结构及多维相互作用研究
- 批准号:91940306
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:950.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:薛愿超
- 依托单位:
反向长非编码RNA Bait调控Brn2转录和神经细胞成熟的机制研究
- 批准号:91440101
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:100.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:薛愿超
- 依托单位:
国内基金
海外基金
