基礎醫學研究所余佳課題組近年來一直致力于從非編碼RNA調控的角度解析造血發育的機理,miRNA也是其重點關注的一類分子。在之前《Cell Research》工作揭示“microRNA初級轉錄本核酸序列存在多種順式作用元件并闡明其RNA加工機理及生物學功能”的基礎上,余佳課題組成員還發現在造血粒系/單核系命運選擇過程中也存在類似的miRNA轉錄后加工調節現象,并以 miR-129-1為例,闡述了另一個可與RNA結合的蛋白質KSRP,通過與pri-miR-129-1上三個功能性 RNA元件的識別和結合,介導了該調控作用。同時,該課題組成員也發展了一系列新型內源性的蛋白質互作和體內RNA加工技術來證明它們之間的相互作用。有趣的是,KSRP、pri-miR-129-1和miR-129-1在粒系和單核系分化過程中的表達趨勢完全相反,KSRP和miR-129-1的功能也表現為促進粒系發育,抑制單核系發育,說明該調控作用不但在不同的造血譜系發育中具有不同的生理效應,而且還調控了粒系/單核系命運選擇。為進一步篩選具有類似作用的RNA結合蛋白,余佳課題組與哈爾濱醫科大學生物信息學院王棟課題組合作,通過二代測序技術獲得了人造血干細胞向粒系/單核系分化過程的動態RBP表達譜,并定義了多個類似KSRP功能的RBP。此部分研究結果在線發表于2017年11月份的《Nature Communication》雜志。博士生趙紅梅、助理研究員王曉爽、重慶醫科大學附三院易萍副教授為共同第一作者,余佳研究員、王芳副教授、王棟教授為共同通訊作者。
該工作獲得中國醫學科學院醫學與健康科技創新工程(2017-12M-3-009)、國家重點研發專項、國家自然基金委重大研究計劃和重點項目的支持。
文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-017-01425-3
圖1. KSRP通過調控miR-129加工參與造血粒系/單核系命運選擇。
圖片說明:
a.臍帶血來源的CD34+造血干細胞向單核或者粒系誘導,Giemsa染色顯示誘導成功;
b.通過RNA-seq分析在單核/粒系分化過程中表達變化的RNA結合蛋白,其中包括KSRP;
c.KSRP在CD34+造血干細胞向單核誘導過程中表達下調,向粒系誘導過程中上調;
d.過表達KSRP后分別進行polyA+ RNA-seq和small RNA-seq,得到一系列KSRP可能調控的microRNA,其中包含miR-129;
e.RNAfold軟件預測的pri-129-1初級轉錄本二級結構,其中包含四個可能的KSRP結合位點;
f.體內通過斑馬魚胚胎發育實驗證實了KSRP對pri-129-1的剪切加工能力;
g.h.小鼠骨髓移植實驗證明KSRP對miR-129加工成熟的調控及對miR-129靶基因RUNX1表達的影響;
i.我們的研究證實KSRP-miR-129-RUNX1調控通路參與了造血粒系/單核系命運選擇。
(基礎醫學研究所)