近日,,我校農學院,、廣東省植物分子育種重點實驗室張亞鋒副教授在國際知名期刊Plant Physiology(IF2020=8.34,生物1區(qū))發(fā)表了題為“Mitochondrion-encoded circular RNAs are widespread and translatable in plants”的研究論文(論文鏈接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiac143),。該研究開發(fā)了1款適合植物線粒體基因組編碼環(huán)狀RNA(mitochondrion-encoded circRNA,,mcircRNA)的識別算法(算法鏈接:https://www.github.com/zyfscau/MeCi),,并證明mcircRNA不僅廣泛存在于植物中,而且可以翻譯成蛋白質。
近年來,,circRNA是非編碼RNA領域的一個研究熱點,,相關研究主要集中在細胞核基因組編碼circRNA(nucleus-encoded circular RNA,ncircRNA),。ncircRNA廣泛存在于真核生物中,,它們主要來自于內含子反向剪接途徑。在人類和動物中研究結果表明,,ncircRNA可以作為miRNA的海綿體或者被翻譯成蛋白質等,。目前,常用的circRNA識別算法大多針對ncircRNA設計和開發(fā),。采用這些算法,,在植物中只鑒定到很少量的mcircRNA,而且它們的功能研究未見報道,。
mcircRNA不僅廣泛存在于植物中,,并且可以翻譯成蛋白質。MeCi算法能夠高效地從轉錄組數(shù)據中鑒定植物mcircRNA
該研究根據植物線粒體基因組特征(如基因組較小,,RNA編輯位點和重復序列大量存在等)開發(fā)了1款基于blast比對的mcircRNA識別算法,,即MeCi。與CIRI2和find_circ常見算法相比,,MeCi在mcircRNA預測數(shù)量,、準確率和計算效率等方面優(yōu)勢明顯。該研究發(fā)現(xiàn),,植物mcircRNA與ncircRNA具有顯著不同的特點,,它們可能是來源于植物線粒體RNA降解途徑,而不是內含子反向剪接,?;诰€粒體核糖體結合實驗和質譜分析結果,該研究發(fā)現(xiàn)植物mcircRNA不僅可以和核糖體結合,,并且可以翻譯成蛋白質(圖1),。該研究成果豐富了人們對植物circRNA的認識,有助于進一步揭示植物circRNA的生物合成途徑及其生物學功能,。
我校農學院在讀碩士生廖珣,、中國農業(yè)科學院深圳基因組所李小杰副研究員和上海元莘生物醫(yī)藥科技有限公司鄭冠濤博士為論文共同第一作者,張亞鋒副教授為論文通訊作者,,廣東省農業(yè)科學院于航博士和農學院黃君博士為論文共同作者,。農學院劉向東教授、浙江大學農業(yè)與生物技術學院樊龍江教授和褚琴潔博士對該研究工作給予了指導,。該研究得到廣東省自然科學基金面上項目資助,。(文圖/農學院)