张亚锋副教授在植物线粒体circRNA的识别算法和功能研究方面取得进展

审核发布:宣传部 曾子焉 来源单位及审核人:农学院 林轩东 发布时间:2022-04-01浏览次数:10

  近日,我校农学院、广东省植物分子育种重点实验室张亚锋副教授在国际知名期刊Plant Physiology(IF2020=8.34,生物1区)发表了题为“Mitochondrion-encoded circular RNAs are widespread and translatable in plants”的研究论文(论文链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiac143)。该研究开发了1款适合植物线粒体基因组编码环状RNA(mitochondrion-encoded circRNA,mcircRNA)的识别算法(算法链接:https://www.github.com/zyfscau/MeCi),并证明mcircRNA不仅广泛存在于植物中,而且可以翻译成蛋白质。

  近年来,circRNA是非编码RNA领域的一个研究热点,相关研究主要集中在细胞核基因组编码circRNA(nucleus-encoded circular RNA,ncircRNA)。ncircRNA广泛存在于真核生物中,它们主要来自于内含子反向剪接途径。在人类和动物中研究结果表明,ncircRNA可以作为miRNA的海绵体或者被翻译成蛋白质等。目前,常用的circRNA识别算法大多针对ncircRNA设计和开发。采用这些算法,在植物中只鉴定到很少量的mcircRNA,而且它们的功能研究未见报道。

mcircRNA不仅广泛存在于植物中,并且可以翻译成蛋白质。MeCi算法能够高效地从转录组数据中鉴定植物mcircRNA

  该研究根据植物线粒体基因组特征(如基因组较小,RNA编辑位点和重复序列大量存在等)开发了1款基于blast比对的mcircRNA识别算法,即MeCi。与CIRI2和find_circ常见算法相比,MeCi在mcircRNA预测数量、准确率和计算效率等方面优势明显。该研究发现,植物mcircRNA与ncircRNA具有显著不同的特点,它们可能是来源于植物线粒体RNA降解途径,而不是内含子反向剪接。基于线粒体核糖体结合实验和质谱分析结果,该研究发现植物mcircRNA不仅可以和核糖体结合,并且可以翻译成蛋白质(图1)。该研究成果丰富了人们对植物circRNA的认识,有助于进一步揭示植物circRNA的生物合成途径及其生物学功能。

  我校农学院在读硕士生廖珣、中国农业科学院深圳基因组所李小杰副研究员和上海元莘生物医药科技有限公司郑冠涛博士为论文共同第一作者,张亚锋副教授为论文通讯作者,广东省农业科学院于航博士和农学院黄君博士为论文共同作者。农学院刘向东教授、浙江大学农业与生物技术学院樊龙江教授和褚琴洁博士对该研究工作给予了指导。该研究得到广东省自然科学基金面上项目资助。(文图/农学院)

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