源于鸡内源性白血病病毒的反义长非编码RNA的功能及表观遗传学调控机制研究

Long non-coding RNA (lncRNA), an important member of non-coding RNA family, is a class of RNA molecules longer than 200nt, which mainly function in the form of RNA involved in multi-level regulation, including epigenetic, transcriptional and post-transcriptional regulations. Studies have shown that endogenous viral sequences are important sources of lncRNAs in the genome but their function and regulation mechanism are unclear. Avian endogenous leukosis rvirus (ALVE1) has been identified to produce an antisense long non-coding RNA and we hypothesize that the antisense lncRNA may be associated with endogenous retrovirus activity and cellular regulation of innate immunity. This study aims at: (1) identifying ALVE1 antisense lncRNA and its expression pattern; (2) determining the regulatory mechanisms of ALVE1 antisense lncRNA; (3) elucidating functions of ALVE1 antisense lncRNA and (4) exploring interaction of ALVE1 antisense lncRNA with other biological macromolecules including proteins，DNAs and RNAs. The project is of important significance not only for epigenetics especially epigenetics of endogenous virus, but also for virology，immunology and studies of virus-related tumors and the assistance breeding of animals.

长非编码RNA（lncRNA）是非编码RNA的重要家族成员，它们主要以RNA的形式参与多层次的调控，包括表观遗传学调控、转录调控以及转录后调控等。研究表明，基因组中内源性病毒序列也是lncRNA的一个重要来源。但对这种源自基因组内源性病毒序列的lncRNA的功能及调控机制并不十分清楚。通过已鉴定鸡内源性白血病反转录病毒（ALVE1）能产生反义lncRNA，我们推测这种反义lncRNA可能与内源性反转录病毒活性调控以及细胞天然免疫有关。此研究旨在：（1）鉴定ALVE1反义lncRNA及其表达规律；（2）确定其反义lncRNA表达的调控机制；（3）研究其反义lncRNA的功能；（4）探讨其反义lncRNA与其他生物大分子的作用机制。研究结果不仅对表观遗传学尤其是内源性病毒表观遗传学的研究具有重大意义，也对病毒学和免疫学的发展以及病毒相关肿瘤以及畜牧业的抗病育种研究具有重要意义。

本项目利用自己坚实的表观遗传学和lncRNA的研究基础，重点研究基因组中长期进化过程中形成的内源性反转录病毒序列的作用和功能。本研究选择鸡基因组中的内源性白血病反转录病毒（ALVE1）作为研究模型，由于有良好的实验室研究条件，充足和合理的人员配置，对研究项目的高度重视，研究计划有条不紊地进行。此研究旨在1）鸡内源性白血病反转录病毒(ALVE1)反义lncRNA 的鉴定及时空表达规律研究；2）ALVE1 反义lncRNA 表达的调控机制研究；3）鸡内源性白血病反转录病毒及其反义lncRNA 的功能分析；4）ALVE1 反义lncRNA 的作用机制研究。经过三年努力，取得重要进展，肯定了过去被认为是Junk（垃圾）DNA的内源性反转录病毒序列是有功能的，它们通过其衍生的lncRNA具有显著的抗病毒天然免疫功能。我们发现基因组内源性反转录病毒（ERV）是长非编码RNA（lncRNA）的重要来源；鉴定来自内源性反转录病毒ALVE1的反义非编码RNA-lnc-ALVE1-AS1，发现内源性反转录病毒ALVE1衍生的lnc-ALVE1-AS1 具有通过激活天然免疫相关基因触发先天性免疫抗病毒反应和抑制病毒复制的作用；探讨了lnc-ALVE1-AS1的抗病毒先天免疫作用的分子机制。我们的研究结果为阐明基因组中广泛存在的内源性反转录病毒序列在人和动物抗病毒先天性免疫防御中的作用提出新见解，为将来抗病毒治疗提供新策略，为研制新的抗鸡白血病病毒疫苗以及动物抗病育种提供新思路。