加州大學(xué)科學(xué)家借助CRISPR技術(shù)發(fā)現近500個(gè)新的lncRNAs

　　長(cháng)鏈非編碼RNA (lncRNAs)是一類(lèi)長(cháng)度大約為200個(gè)核苷酸，但不編碼任何蛋白的神秘分子，一直以來(lái)科學(xué)家們都想知道基因組中這類(lèi)分子到底是起什么作用的。

　　12月15日Science雜志公布了一項最新研究發(fā)現：來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校的研究人員識別出了499個(gè)新lncRNAs，這為理解這些小分子的功能奠定了基礎。同時(shí)研究人員也發(fā)現lncRNAs與大多數編碼基因不同，后者能作用于多種細胞系，但令人驚訝的是，90%已發(fā)現的lncRNAs只會(huì )影響一種細胞類(lèi)型的生長(cháng)。

　　“大多數細胞中都具有大量的lncRNAs這種神秘分子，但我們不知道它們具體有多少，哪些對基本生物功能具有重要意義。這項最新成果讓我們驚訝的是，大多數lncRNAs只在一種細胞類(lèi)型內發(fā)揮功能，這種RNA功能的極度特異性是之前未曾發(fā)現過(guò)的，”文章作者，加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)學(xué)家和臨床醫師 Daniel Lim說(shuō)。

　　之前的研究表明，某些lncRNAs 在細胞生長(cháng)和功能，以及疾病發(fā)生過(guò)程中扮演了關(guān)鍵角色，十年前科學(xué)家們發(fā)現人體基因組中很大一部分是轉錄成了lncRNAs，一些研究組指出幾十個(gè)lncRNAs對細胞，甚至機體來(lái)說(shuō)具有重要意義。但只有少數研究發(fā)現了lncRNAs的功能，這受限于分析lncRNAs功能和作用細胞類(lèi)型的研究工具。

　　在最新這項研究中，研究人員采用了非常熱門(mén)的一項新工具：CRISPR技術(shù)，研發(fā)了一種CRISPR干擾平臺(CRISPRi)，靶向七種不同細胞系中16，401個(gè)lncRNAs，這七種細胞系包括六種轉化細胞系，和一種人誘導多能干細胞系。研究人員利用CRISPRi工具，抑制了每種候選lncRNA，這樣篩選了上千個(gè)位點(diǎn)，從中找到了499個(gè)細胞強健生長(cháng)所必需的位點(diǎn)，而其中89%只作用于一種細胞類(lèi)型。

　　“這種技術(shù)的力量來(lái)自CRISPRi，是它幫助我們能關(guān)閉這些非編碼轉錄子的轉錄，”Lim說(shuō)。為了能確保CRISPRi快速篩選順利進(jìn)行，研究人員也為每個(gè)位點(diǎn)準備了10個(gè)導向RNA，從而構建了大約包含170，000個(gè)導向RNAs的文庫，研究人員將這個(gè)文庫命名為 CRiNCL (CRISPRi noncoding library)，由Addgene提供。

　　不過(guò)這項研究中最令人驚奇的發(fā)現，就是絕大多數的lncRNA基因只作用于一種細胞類(lèi)型的細胞生長(cháng)。蛋白編碼基因在許多類(lèi)型細胞中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵的作用，但lncRNAs只在一種細胞中扮演重要角色，這說(shuō)明lncRNAs給每個(gè)細胞注明了身份。

　　一些科學(xué)家對這一研究盛贊，指出這是第一次通過(guò)特殊細胞類(lèi)型全基因組篩選lncRNA，從中我們可以斷定大多數lncRNAs對于細胞活力至關(guān)重要，之前這一觀(guān)點(diǎn)還被質(zhì)疑，現在得到了證實(shí)。

　　不過(guò)目前尚不清楚這499個(gè)lncRNAs位點(diǎn)如何影響細胞生長(cháng)，這一研究克服了全基因組篩選的許多不足之處，但不能判斷到底是這些lncRNAs轉錄的作用，還是最終RNA產(chǎn)物的作用。

　　同時(shí)這項研究也將對靶向癌癥治療產(chǎn)生影響，研究證明了許多lncRNAs位點(diǎn)在細胞增殖過(guò)程中具有重要意義，那么在癌癥等需要細胞增殖的疾病中，這些位點(diǎn)就代表著(zhù)以RNA為基礎的新型治療途徑。