利用RNA-染色质相互作用研究新技术探究长链非编码RNA调控三维基因组相互作用机制

The 3D structure is an important aspect of the chromatin and gene regulation. As the research on the human genome and molecular biology, people have found ten thousands kinds of lncRNA. Some studies found that the lncRNA can interact with the chromatin and play roles in target gene regulation. However, the experiment methods for the lncRNA are limited and many functions of lncRNA were largely unknown. Here, we apply a new method named RICh-PET which can discovery all lncRNA interacting chromatin sites in high throughput. We had already found many 3D genome interaction sited by HiC and ChIA-PET. We design to research the lncRNA-chromatin interaction network on the 3D genome interaction sites by RICh-PET and other methods such as RNA-seq and ChIRP-seq to study the lncRNA in lung cancer. Our research will gets lots of lncRNA functions and will deepen the understanding of lncRNA function in the lung cancer.

真实的基因组在细胞核中会形成复杂的三维结构并对基因表达调控具有重要作用。最新的研究证明数以万计的长链非编码RNA(lncRNA)可能参与三维基因组结构的建立和三维交互区域的基因表达调控。然而，由于研究手段的匮乏，大多数lncRNA 的生物学功能和调控靶基因仍属未知。我们利用一种全新技术RICh-PET，揭示在全基因组范围内所有 lncRNA 与染色质的相互作用，结合三维基因组的HiC和ChIA-PET研究数据对lncRNA 在细胞核中与空间接近位点有关的调控位点进行全面筛选和研究。 目前，我们已将 RICh-PET 技术初步建立成功，计划利用该技术结合转录组等多种方法研究肺癌中lncRNA与三维基因组有关基因表达调控网络，揭示lncRNA对基因组三维结构的具体作用机制，并进行候选lncRNA的功能验证。课题研究可以大大加深对肺癌的发生发展与lncRNA的关系的认识。

真核生物基因组在细胞核中会通过空间上的多层级三维结构实现折叠并对基因表达调控具有重要作用。同时细胞中存在大量的RNA组分，研究发现这些不同类别的RNA具有非常重要的生物学功能，但细胞核内RNA的组分复杂，其对基因组调节功能也亟待研究，并且部分长链非编码RNA(lncRNA)可能参与三维基因组结构的建立和三维交互区域的基因表达调控。我们成功开发了一种全基因组RNA-DNA捕获技术，揭示在全基因组范围内所有RNA与染色质的相互作用，结合表观遗传组和三维基因组ChIA-PET数据对RNA组分在细胞核的分布规律和调控位点进行研究。该技术被证明具有很高的信号准确性和数据质量。利用配合开发的高通量数据分析套件，我们研究发现Malat1,snRNA在全基因组的覆盖特征；我们发现了转录初始RNA在转录复合物中的富集；rRNA和多种重复序列RNA在基因组中参与染色质调控等诸多结论。该技术可以高质量的获取RNA和结合DNA位点两个层面的信息，相比其他竞争性技术，具有更长的RNA/DNA读长，可以为基因组RNA-DNA相互作用调控基因组提供有力工具和组学数据。