肌苷修饰微小核糖核酸的功能解析

MicroRNAs (miRNAs) are a class of endogenous small non-coding RNAs, which play pivotal roles in physiological and pathological processes. Previous studies have shown that miRNAs can be endogenously modified with different chemical groups. However, little is known about the biological significance of miRNAs with different chemical modifications. Here, we propose to dissect the biological function of inosine-modified miRNAs in details. We will screen candidate miRNAs that are closely related with cancer development and modified with inosine through deep-sequencing. By construction of chemical probes for normal miRNAs and inosine-modified miRNAs through modifying them with different bio-orthogonal groups, we will label these miRNAs and associated targets by using corresponding bio-orthogonal chemistries. Furthermore, we will isolate and identify these target genes through high-throughput sequencing. Moreover, we will further dissect the biological function of both normal miRNAs and inosine-modified miRNAs, and the biological significance of inosine modifications will also be revealed.

微小核糖核酸是一类细胞内源性的小分子非编码核糖核酸，在正常生理以及病理活动过程中发挥着重要的调控作用。已有研究发现微小核糖核酸自身存在众多不同的化学修饰，然而对于这些带有化学修饰的微小核糖核酸所具有的生理病理意义仍然知之甚少。本项目拟在已有的研究基础上针对肌苷修饰微小核糖核酸的生物学功能开展化学生物学研究，筛选与癌症等重大疾病相关且在成熟体中带有肌苷修饰的微小核糖核酸作为研究对象，通过在肌苷修饰前、后微小核糖核酸的末端引入不同生物正交官能团构建功能探针分子，并结合相应生物正交反应等化学生物学研究方法对肌苷修饰前、后微小核糖核酸所结合的靶基因进行分别的标记、富集、分离和鉴定。基于对微小核糖核酸靶基因的鉴定，我们将进一步揭示肌苷修饰前、后微小核糖核酸在生理病理过程中通过调节这些靶基因所发挥的不同生物学功能，从而阐明肌苷化学修饰对于微小核糖核酸生理病理意义的影响。

近年来，具有基因表达调节功能的核酸工具一直是化学生物学研究领域中的热点。以功能核酸如小干扰核酸、微小核糖核酸、反义寡核苷酸作为靶标核酸工具，在本项目中我们通过发展新型光诱导生物正交反应以及结合现有生物相容反应开展了一系列的核酸化学生物学研究，具体包括：（一）发展了适用于活体内、肿瘤靶向的功能核酸递送和基因表达调控策略，实现了精准的肿瘤基因治疗；（二）发展了可用于肿瘤微环境靶向的抗体-核酸偶联药物，实现了肿瘤精准免疫治疗；（三）发展了可用于功能核酸化学标记的新型生物正交反应，实现了核酸等生物大分子的时空选择性化学标记；（四）发展了可用于功能核酸靶向运输的复合短肽，实现了增强型肿瘤细胞靶向的核酸药物递送和基因治疗。这些研究成果为针对功能核酸的化学生物学研究提供了新的工具或方法，也将为针对相关疾病治疗提供新的工具或理论基础。基于这些研究成果，本项目总计发表化学生物学领域论文十一篇，申请发明专利一项，获得授权发明专利一项。