环状RNA翻译出抑癌蛋白质

  产生癌症的病源,就是变异的癌细胞,与正常细胞不同,能够无限增殖并破坏正常的细胞组织,癌细胞能进行多极分裂,还会局部侵入周遭正常组织,能够无限增殖并破坏正常的细胞组织。

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  一种可编码长度为87个氨基酸的蛋白质PINT87aa,其在癌细胞中低表达可抑制多种癌基因的转录延伸,从而发挥抑癌作用,这是近日由中山大学、复旦大学、暨南大学、美国安德森癌症中心等在脑胶质瘤细胞中发现的,数千种可能翻译的环状RNA(circRNA)其中之一。真核生物circRNA,可在蛋白质水平发挥生物学功能。

  大部分circRNA都被认为不可翻译,除少数具有IRES位点的circRNA被认为有可能翻译外,迄今为止仅有46个circRNA被认为有蛋白质证据,而且基本都达不到人类蛋白质组计划所要求的证据质控标准。转录组测序无法确认circRNA是否有翻译。

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  由于Ribo-seq自身的局限性,以往曾有人试图用Ribo-seq方法来研究可编码circRNA,效果不彰。未被核糖体保护的mRNA片段,被Ribo-seq使用核酸酶降解成26-30nt的小片段,然后测序这小mRNA片段,称之为“核糖体足迹”(RFP或RPF)。但这种方法研究circRNA切碎成小片段就力不从心,circRNA和普通线性mRNA的差别于成环接头处(backsplice),且Ribo-seq的读长很短,仅有26-30nt,覆盖到通常表达量不高的circRNA的backsplice位点的概率很低,因此必须要能找到测序数据中正好覆盖backsplice位点的短reads才能证明是circRNA在翻译。而且由于读长过短,信息十分有限,准确度和灵敏度都很低。

  而全长翻译中mRNA测序(简称RNC-seq),并不用核酸酶去降解,测定的是翻译中的全长mRNA,大大增加判定的准确度和灵敏度。长读长的优势,使得覆盖circRNA backsplice位点的概率上升至少1-2个数量级,同时更长的读长让算法能更准确地处理跨剪切点的reads,也很好地规避了细胞中大量存在的短片段RNA碎片,不至于像Ribo-seq那样弄出一大堆假阳性。因此,用于circRNA翻译的研究,RNC-seq要远远优于Ribo-seq,目前可编码circRNA研究中最为可靠的技术”。

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  发现新蛋白必须提供其翻译证据。早在2014年,暨南大学张弓教授团队即提出可以使用翻译组测序技术来辅助蛋白质组的鉴定,大量具有翻译潜能的circRNA有待进一步的发现和挖掘。

  未来各种目前医疗束手无策的疾病包括癌症,有望从基因层面实现发现、挖掘和突破。