國際學(xué)術(shù)期刊Scientific Reports近期在線(xiàn)發(fā)表了中國科學(xué)院－馬普學(xué)會(huì )計算生物學(xué)伙伴研究所邵振研究組關(guān)于PRC2與長(cháng)非編碼RNA（lncRNA）之間相互作用的序列特異性研究“The PRC2-binding long non-coding RNAs in human and mouse genomes are associated with predictive sequence features”。
由多梳（PcG）家族蛋白組成的表觀(guān)調控復合物PRC2是控制動(dòng)物組織發(fā)育的重要因子，但在高等動(dòng)物中PRC2如何被特異性招募到染色質(zhì)特定區域的分子機制還不清楚。隨著(zhù)XIST與HOTAIR等PRC2結合lncRNA的發(fā)現，人們猜測此類(lèi)lncRNA可能決定了PRC2染色質(zhì)招募的特異性（Margueron et al. Nature 2011）。但是，直到現在PRC2與RNA結合是否具有序列特異性仍被廣泛爭論（Davidovich et al. Mol Cell 2015）。邵振研究組首先開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于馬爾可夫鏈思想的序列組成分析流程，通過(guò)計算不同核苷酸間轉移在每條序列中出現的頻率來(lái)刻畫(huà)其組成，進(jìn)而選擇被特定序列所顯著(zhù)偏好或不偏好的核苷酸間轉移作為它們的序列組成特征，并通過(guò)將所有可能的轉移映射到一個(gè)完整四叉樹(shù)來(lái)研究所選序列特征在特征空間中的分布是否具有非平凡性。通過(guò)將該流程應用于人基因組中已知的數百個(gè)PRC2結合lncRNA，該研究系統分析了這些lncRNA的序列特征，發(fā)現其偏好的序列特征傾向在四叉樹(shù)上組成連續偏好路徑，并且這些連續路徑上的序列特征傾向于同時(shí)被人和小鼠基因組中的PRC2結合lncRNA所偏好。
受此啟發(fā)，該研究整合小鼠胚胎干細胞中兩組已發(fā)表的RIP-seq和CLIP-seq數據，定義了一組高可信度的小鼠PRC2結合lncRNA，發(fā)現這些lncRNA能夠被人基因組中已知PRC2結合lncRNA所具有的序列特征較好地預測。這些研究發(fā)現表明高等動(dòng)物中PRC2與lncRNA結合具有序列特異性，并且其特異性具有較高的跨物種保守性。此外，該研究還通過(guò)發(fā)展一個(gè)局域打分模型，發(fā)現PRC2結合lncRNA的序列特征在lncRNA上的分布表現出明顯的非隨機性。進(jìn)一步研究發(fā)現，每個(gè)lncRNA上PRC2與lncRNA結合所偏好序列特征最富集的小片段（定義為PRC2偏好片段），相對lncRNA其它部分具有顯著(zhù)更高的進(jìn)化保守性和RIP-seq信號強度（如圖），說(shuō)明這些序列特征的局域富集具有明確的功能意義。
該項研究在邵振研究員指導下，由計算生物學(xué)研究所博士研究生涂世奇完成，并得到了中科院和上海市科委的經(jīng)費支持，以及美國哈佛醫學(xué)院袁國丞教授的指導和協(xié)助。（科技處）
圖：PRC2結合lncRNA的序列特征在lncRNA上的分布表現出明顯的非隨機性, 并且這些序列特征的局域富集具有明確的功能意義
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