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

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

　　12月15日Science雜志公布了一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn)：來自加州大學(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(chǔ)。同時(shí)研究人員也發(fā)現(xiàn)lncRNAs與大多數(shù)編碼基因不同，后者能作用于多種細(xì)胞系，但令人驚訝的是，90%已發(fā)現(xiàn)的lncRNAs只會影響一種細(xì)胞類型的生長。

　　“大多數(shù)細(xì)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(xiàng)最新成果讓我們驚訝的是，大多數(shù)lncRNAs只在一種細(xì)胞類型內(nèi)發(fā)揮功能，這種RNA功能的極度特異性是之前未曾發(fā)現(xiàn)過的，”文章作者，加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)學(xué)家和臨床醫(yī)師 Daniel Lim說。

　　之前的研究表明，某些lncRNAs 在細(xì)胞生長和功能，以及疾病發(fā)生過程中扮演了關(guān)鍵角色，十年前科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)人體基因組中很大一部分是轉(zhuǎn)錄成了lncRNAs，一些研究組指出幾十個(gè)lncRNAs對細(xì)胞，甚至機(jī)體來說具有重要意義。但只有少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)了lncRNAs的功能，這受限于分析lncRNAs功能和作用細(xì)胞類型的研究工具。

　　在最新這項(xiàng)研究中，研究人員采用了非常熱門的一項(xiàng)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(xì)胞系中16，401個(gè)lncRNAs，這七種細(xì)胞系包括六種轉(zhuǎn)化細(xì)胞系，和一種人誘導(dǎo)多能干細(xì)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(xì)胞強(qiáng)健生長所必需的位點(diǎn)，而其中89%只作用于一種細(xì)胞類型。

　　“這種技術(shù)的力量來自CRISPRi，是它幫助我們能關(guān)閉這些非編碼轉(zhuǎn)錄子的轉(zhuǎn)錄，”Lim說。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(zhǔn)備了10個(gè)導(dǎo)向RNA，從而構(gòu)建了大約包含170，000個(gè)導(dǎo)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。

　　不過這項(xiàng)研究中最令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，就是絕大多數(shù)的lncRNA基因只作用于一種細(xì)胞類型的細(xì)胞生長。蛋白編碼基因在許多類型細(xì)胞中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，但lncRNAs只在一種細(xì)胞中扮演重要角色，這說明lncRNAs給每個(gè)細(xì)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特殊細(xì)胞類型全基因組篩選lncRNA，從中我們可以斷定大多數(shù)lncRNAs對于細(xì)胞活力至關(guān)重要，之前這一觀點(diǎn)還被質(zhì)疑，現(xiàn)在得到了證實(shí)。

　　不過目前尚不清楚這499個(gè)lncRNAs位點(diǎn)如何影響細(xì)胞生長，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(zhuǎn)錄的作用，還是最終RNA產(chǎn)物的作用。

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