血管生成素核酸内切酶活性在非编码RNA降解中作用及其功能机制

The biogenesis and function of noncoding RNAs have been widely studied, but their degradation and elimination are poorly understood. Our previous studies have shown that angiogenin (ANG), a member of RNase A superfamily, not only downregulates a series of miRNAs, but also degrades the mature miR-141 by its endoribonucleolytic activity. Therefore, ANG might be the first mammalian endoribonuclease which plays a key role in mature miRNA degradation. In this project, we will further investigate the digestion manner of mature miR-141 catalyzed by ANG and its underlying mechanism of action, and then examine the role of ANG in other noncoding RNA degradation and/or processing by the second generation deep sequencing technology. Hopefully, we might be able to elucidate the common mechanism of ANG in noncoding RNA degradation. Next, we will choose two representative noncoding RNAs which were directly degraded by ANG, and explore the roles of both ncRNAs and their degradation products in ANG-mediating tumor angiogenesis. We believe our project could elucidate the role of ANG in noncoding RNA degradation and/or processing, and unveil biological functions of some ANG-regulating noncoding RNAs, thus deepening our understanding on the functions and mechanisms of ANG.

目前，对非编码RNA的生成和功能研究比较深入，但对其降解和清除的了解非常有限。我们前期研究中发现血管生成素（angiogenin，ANG），一个多功能的核糖核酸酶A超家族成员，不仅可以下调一系列miRNAs，而且以内切酶的方式降解成熟miR-141，可能是第一个被发现的参与miRNA降解的核酸内切酶。为此，本项目拟在进一步解析ANG降解成熟miR-141方式和分子机制的基础上，利用深度测序技术全面探索ANG是否参与其它非编码RNA的降解和/或加工过程，揭示其分子机制，并明确ANG降解miR-141的方式和机制是否具有普遍性。然后，选择受ANG降解的2条代表性非编码RNA，探索其本身及降解产物在ANG介导的肿瘤血管新生中的作用。通过本项目研究，不仅将明确ANG在非编码RNA加工和/或降解代谢中的作用，而且将揭示一些受其调控的非编码RNA的生物学功能，进一步加深对ANG功能及其作用机制的了解。

细胞内非编码RNA的降解是调控其稳定性的关键步骤，对于其功能的发挥至关重要。虽然目前已经发现了一些参与非编码RNA降解的酶，但是这些均为核糖核酸外切酶且缺乏对降解过程的了解。血管生成素（ANG）作为核糖核酸酶A超家族成员，前期研究提示其可能参与细胞内非编码RNA的降解过程，但仍有待更全面深入的研究。为此，我们设计并完成了本项目研究，并取得以下结果：1）ANG以内切酶的方式降解成熟miR-141；2）miR-141能够通过抑制多个血管生成相关基因而调控ANG介导的血管新生过程；3）ANG可降解tRNA产生tRNA半分子（tiRNA），且酶切位点具有一定的序列特异性；4）tiRNA参与ANG介导的结直肠癌转移过程。我们的研究成果不仅明确ANG在非编码RNA降解代谢中的作用，而且揭示了受其调控的非编码RNA的生物学功能，加深了对ANG生物学功能以及非编码RNA生物学功能的认识。通过本项目研究，已发表论文7篇，包括5篇SCI收录论文，其中3篇影响因子超过5分，申请发明专利1项，培养博士后3名、博士研究生4名，圆满完成原计划的研究目标和预期指标。