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华大医学院菲利普团队发现人类基因组新型自切型核酶 相关研究成果在Nature子刊发表

发布日期:2021-03-23 浏览次数:

        近日,华侨大学医学院基因组学研究所Philipp Kapranov教授团队在人类基因组中发现了一种全新类型的自切型核酶——hovlinc核酶,这是首次在人类超长链基因间非编码RNA(vlincRNA)中发现天然核酶。该研究于2021年3月22日在Nature Chemical Biology在线发表,题目为“Hovlinc is a recently evolved class of ribozyme found in human lncRNA”。Nature Chemical Biology同时在“news & views”栏目发表了美国加州大学尔湾分校Claire C. Chen和Andrej Lupták 教授对这项工作进行的重点点评和阐述。

      Philipp Kapranov研究团队通过研发了全新的在全基因组水平鉴定自切型核酶的高通量检测方法,在人类基因组的一条超长链基因间非编码RNA(vlincRNA)正义链的近3′末端处鉴定出这种新型自切型核酶,将其命名为hovlinc核酶。研究团队鉴定了hovlinc核酶的RNA结构,验证了它的体内自切活性,发现hovlinc核酶属于一种全新类型的自切核酶种类。进化分析表明,该核酶属于高等生物于约1.3亿年至650万年前进化出现的核酶,并于约130万年至100万年前在人类、黑猩猩和大猩猩的共同祖先中进化出自切活性。

      之前普遍认为酶是具有催化功能的蛋白质,但上世纪八十年代少数RNA也具有生物催化作用的发现改变了这一看法,这类具有催化功能的小分子RNA就是核酶(ribozyme)。Thomas R. Cech和Sidney Altman因为核酶的发现研究而获得了1989年诺贝尔化学奖。随着研究的深入,核酶在遗传病、肿瘤和病毒性疾病治疗上的潜力逐渐显现而受到广泛关注。虽然自然界中核酶种类众多,但之前在人类基因组中仅发现过三种类别的核酶。

      Philipp Kapranov研究团队的研究为多个其他物种的核酶(包括自切型核酶)的鉴定提供了新方法,为自切型核酶的应用研究提供了新的候选结构。hovlinc核酶的发现也表明了具有催化功能、复杂结构的RNA酶能在现代蛋白质生物中进化。更为重要的是,该研究指出了长非编码RNA(lncRNA)通过其中具有催化功能的RNA片段发挥功能的可能性,为lncRNA功能研究提供了新思路。

      华侨大学医学院基因组学研究所博士研究生陈越为该论文的第一作者,亓飞博士为共同第一作者和共同通讯作者,Philipp Kapranov教授为论文的通讯作者。华侨大学博士研究生高帆,教师曹慧芬博士、徐冬旸博士以及纽约大学阿布扎比分校的Kourosh Salehi-Ashtiani教授作为共同作者参与了此项研究。