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生命科学学院张锐教授团队揭示A-to-I RNA编辑受到平衡选择和富集自身免疫疾病GWAS关联位点附近


稿件来源:生命科学学院 | 编辑:谈荣钰、王冬梅 | 发布日期:2021-01-11 | 阅读次数:


       RNA表观遗传修饰,特别是RNA编辑和甲基化修饰,具有非常重要的基因调控功能。A-to-I RNA编辑是哺乳动物转录组中最广泛分布的一种修饰类型。ADAR是行使这一重要RNA修饰类型的催化酶。ADAR通过结合蛋白编码基因或者非编码序列的双链RNA区域,将腺苷脱氨基转变为肌苷。RNA编辑现象使得同一个基因序列有可能产生成百上千种不同的RNA,从而极大促进基因编码的遗传信息在RNA水平上的多样性与可塑性。最近的研究表明ADAR1介导的非编码区RNA编辑在先天免疫系统中起了重要的负调控作用。ADAR1会对特定的内源性的双链RNA进行A-to-I编辑,内源双链RNA被编辑之后,在细胞质中就不会被MDA5识别为“非己”,这样就防止了激活内源双链RNA的免疫反应。尽管A-to-I RNA编辑有着广泛且重要的生物学功能,但是关于A-to-I RNA编辑在人群的多态性以及其在人类进化历程中的所起到作用却鲜少被人研究。

       结合大规模人群水平不同组织的转录组数据和对应个体基因组数据,我校生命科学学院张锐教授团队系统刻画了人群水平的RNA编辑SNP位点。结合各种疾病GWAS 研究和RNA编辑SNP信息,张锐教授团队意外地发现RNA编辑SNP位点高度富集在以克罗恩病,哮喘和过敏性皮炎为代表的自身免疫疾病关联位点附近。该结果暗示RNA编辑SNP位点可能在人类调控自身免疫机制上发挥重要作用。众所周知,人类免疫功能相关的基因在人类进化中受到强烈的平衡选择。上述结果提示作者探索RNA编辑SNP位点在人类进化过程中受到的自然选择作用。张锐教授团队利用群体遗传学中新生等位基因频谱分析方法发现RNA编辑SNP位点受到平衡选择,这些SNP位点的基因频率富集在中频区段。同时,张锐教授团队使用核酸多态性,Tajima’s D以及T1,T2 分数等其他平衡选择的计算方法佐证上述结论。

 

图示:(左)RNA编辑SNP位点高度富集在以克罗恩病,哮喘和过敏性皮炎为代表的自身免疫疾病关联位点附近;(右)RNA编辑SNP位点的基因频率富集在中频区段人类免疫功能相关的基因在人类进化中受到强烈的平衡选择,暗示其受到平衡选择。

 

       这项研究首次发现RNA编辑多态位点可能影响个体水平免疫力的强弱,以及RNA编辑作为一类RNA水平的调控方式受到平衡选择的影响。

       相关成果于2020年12月发表在Genome Biology杂志,题目为“Human A-to-I RNA editing SNP loci are enriched in GWAS signals for autoimmune diseases and under balancing selection”。我校生命科学学院张锐教授为本文通讯作者,博士生章辉、史欣蕊、付强为该论文的并列第一作者。该工作得到了国家自然科学基金微进化重大计划培育项目的资助。

 

       论文链接:https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02205-x

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