tRNA衍生的小RNA在癌症中的表达及其介导的调控网络研究

tRNA-derived small RNA (tsRNA) is a large class of new found small non-coding RNA which have multiple types and abundant functions. Research show that tsRNAs may be involved in cancer occurrence and development, but the detailed function mechanisms are largely unknown. In the previous study, we have developed a critical technology to specially identify a type of tsRNAs in cancers. More experiments demonstrated that multiple tsRNAs have a similar expression in cancers and they can interact with common proteins. Therefore, we proposed a scientific hypothesis that tsRNAs could constitute a complex regulatory network with their binding proteins as well as their downstream molecules. In addition, these co-expression genes in the same network have a similar function. In this project, we would integrate experiment data from transcriptome sequencing, RNA modification sequencing and RNA-protein interaction sequencing technology, to investigate a set of cancer-associated tsRNAs from multiple-dimension and high throughput viewpoint, and develop the regulatory network mediated by them. Our aim is to find the answer of what is the mechanisms of tsRNAs involved in cancer occurrence and development. We will illustrate the expression pattern and function classification of a set of cancer-associated tsRNAs, which will provide sufficient scientific evidence for systematically revealing the functions of tsRNAs in cancers.

tRNA衍生的小RNA（tsRNA）是一大类新发现的小非编码RNA，它们种类多样、功能丰富，并在应激条件下异常表达。研究显示tsRNA可能参与癌症的发生发展，但其具体功能机制尚待阐明。我们前期开发了一种鉴定tsRNA的关键技术，可以准确挖掘癌症中的一类tsRNA分子。进一步实验显示：多种tsRNA在癌症中具有相似的表达模式，并且可以结合共同的蛋白质分子。由此，我们提出tsRNA可以与蛋白质及其下游分子之间构成复杂调控网络，且网络内部共表达基因具有相似功能这一科学假说。本项目拟整合转录组、RNA修饰组、RNA-蛋白质互作组的实验数据，从多维高通量的角度挖掘一批癌症相关tsRNA并构建其介导的调控网络，旨在回答tsRNA通过何种机制参与癌症的发生发展这一科学问题。本项目通过阐明一批癌症相关tsRNA的表达模式及其功能分类，为全面揭示tsRNA在癌症中的作用提供充分科学依据。

tRNA衍生的非编码小RNA（tRNA-derived small non-coding RNA，tsRNA）是一种新型的调节性非编码RNA，它参与各种生理和病理过程，在肿瘤的发生和发展中发挥重要作用。近年来，tsRNAs引起了研究人员的广泛关注，然而目前仍缺少实时鉴定tsRNAs及其靶标的在线工具，这在一定程度上制约了tsRNAs的发展。在本项目中，我们开发了tsRNAs在线分析工具tsRFun: A Webserver for Decoding tsRNA Functions by High-throughput Small RNA-Seq and CLIP-Seq data（*Nucleic Acids Research*, 2022）。此外，我们将所有Pol3转录的RNA进行了收集，开发了Pol3Base（*Nucleic Acids Research*,2022）。在此基础上，我们深入研究了细胞中各类非编码RNA的特征和功能，取得了一系列的发现，包括对多个物种中的非编码RNA进行全面鉴定，并分析其与病人生存之间的关系（*Nucleic Acids Research*, 2020）。人类基因组中普遍存在假基因的表达和转录（*Nucleic Acids Research*, 2018）；以及细胞中存在大量细胞特异性lncRNA，部分lncRNA可以进行细胞分类（*Briefings in Bioinformatics*, 2020）。发现了RNA修饰对细胞功能的影响（*Experimental Cell Research*, 2021,），并开发了各类RNA修饰的数据库（*Nucleic Acids Research*, 2018）。此外，本项目还发表了一篇教学论文（*高校生物学教学研究电子版*, 2019），并受邀参加了“第十三届高校生命科学课程报告论坛”，并做大会报告。本项目申请了一项专利，获得了一项软件著作权，培养了1名博士，2名硕士及3名本科生。