水生所非编码RNA分子机制研究取得进展

非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）是指不能编码产生蛋白质的RNA分子，种类众多。具有调控作用的非编码RNA包括微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）以及环状RNA（circRNA）等。越来越多的研究表明，非编码RNA具有重要且复杂的生物学功能。中国科学院水生生物研究所葛峰研究组致力于采用定量蛋白质组学技术，揭示非编码RNA的分子调控网络及其作用机制，近日该研究组又取得了一系列新进展。

针对Dre-miR-21这种影响斑马鱼胚胎早期心血管发育的miRNA，研究组利用基于Tandem isobaric mass tag（TMT）的定量蛋白质组学技术，构建了dre-miR-21在斑马鱼早期胚胎中的蛋白调控网络，发现了两个可能与斑马鱼心血管系统发育相关的新的dre-miR-21靶标，揭示了dre-miR-21在斑马鱼胚胎发育过程中的新的调控机制（图1）。该研究也是首次利用定量蛋白质组学策略从模式生物的整体来系统寻找miRNA功能靶标分子的报道。

针对CDR1as这种与多种癌症和神经性疾病发生相关的环状RNA分子，研究组采用基于isobaric tags for relative and absolute quantitation（iTRAQ）技术的定量蛋白质组学策略，构建了CDR1as在肝癌细胞中的蛋白调控网络。研究发现，CDR1as可通过靶向miR-7分子从而调控表皮生长因子受体的表达，进而影响肝癌细胞的增殖，揭示了CDR1as在肝癌细胞中新的分子作用机制（图2）。

HOTAIR是一种与肿瘤发生密切相关的长链非编码RNA，可在多个层面调控基因的表达。为全面、系统理解HOTAIR在肝癌细胞中的分子作用机制，研究组采用转录组和定量蛋白质组学的整合分析策略，构建了HOTAIR在肝癌细胞中的分子调控网络；通过生物信息学分析结合深入的功能研究发现，HOTAIR对肝癌细胞增殖的促进作用可通过调控阿片生长因子受体的表达来实现，而该调控机制可能在各种类型的癌细胞中普遍存在。

相关研究成果以Integrated proteomic and transcriptomic analysis revealslong noncoding RNA HOTAIR promotes hepatocellular carcinoma cell proliferation by regulating opioid growth factor receptor (OGFr)为题，在线发表在Molecular & Cellular Proteomics上。

这些研究成果不仅揭示了多种不同类型非编码RNA新的分子作用机制，也表明定量蛋白质组学技术可以从系统和整体的角度，阐明细胞或生物体非编码RNA的蛋白调控网络及分子作用机制，是非编码RNA功能研究不可或缺的重要工具。研究工作得到了国家自然科学基金青年基金，面上项目和非编码RNA调控作用重大研究计划的资助。

图1.定量蛋白质组学技术构建斑马鱼胚胎中dre-miR-21的蛋白调控网络

图2.定量蛋白质组学策略研究环状RNA CDR1as的分子作用机制

图3.转录组和定量蛋白组整合分析研究长链非编码RNA HOTAIR的分子调控网络