基于染色质远程交互作用的长链非编码RNA（lncRNA）研究

In recent years, with the development of RNA-Seq technology, many long non-coding RNAs (lncRNAs) have been identified. Then, an important question is to study the function of lncRNAs and identify the target genes regulated by lncRNAs. However, at present there are no appropriate genome-wide methods available to study the target genes of lncRNAs. In this project, we propose the first method to study the target genes of lncRNAs with long-range chromatin interactions. Using long-range chromatin interaction technology, we can identify the extensive interactions between DNA and DNA, which can link the lncRNAs with cis-regulatory function to their target genes. According to this principle, we can discover lncRNAs’ target genes, and explain the co-expression between lncRNAs and mRNAs with physical interactions. In our preliminary study with this method, we already identified some candidate lncRNAs and their target genes from human leukemia cell line and mouse cells. We expect that this method will provide a new tool to study lncRNAs and the target genes regulated by them.

近年来，随着RNA-Seq技术的发展，人们发现了大量的长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）。这样，研究lncRNA的功能和它们调控的目标基因成为一个重要问题。然而，目前在世界上没有合适的方法在基因组范围内进行所有lncRNA的目标基因研究。在该项目中，我们首次提出了基于染色质远程交互作用的lncRNA研究方法。利用染色质远程交互作用技术，可以检测到大量的DNA与DNA之间的交互作用。这样通过染色质远程交互作用，可以将具有顺式调控功能的lncRNA连接到它们的调控目标基因。根据这一原理，我们可以发现lncRNA的调控目标，并解释在lncRNA与mRNA共表达分析中，哪些共表达是通过lncRNA与它们目标基因的物理相互作用而发生的。在人类白血病和小鼠细胞的初步研究中，我们应用该方法，已经发现候选的关键lncRNA和它们调控的目标基因。

近年来，随着RNA-Seq技术的发展，人们发现了大量的长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)。这样，研究lncRNA的功能和它们调控的目标基因成为一个重要问题。然而目前在世界上没有合适的方法在基因组范围内进行所有lncRNA的目标基因研究。在该项目中，我们首次提出了基于染色质远程交互作用的lncRNA研究方法，应用染色质远程交互作用，预测lncRNA在RNA层面的目标基因，并完成了以下成果。.1）利用染色质远程交互作用技术，可以检测到大量的DNA与DNA之间的交互作用。这样通过染色质远程交互作用，可以将具有顺式调控功能的lncRNA基因连接到它们的调控目标基因，转录后的lncRNA在细胞核空间中就近发挥功能。根据这一原理，我们发现lncRNA的调控目标，并与由CHART技术得到单个lncRNA的目标基因进行比较，发现基于染色质远程交互作用的lncRNA目标基因预测，比lncRNA与mRNA共表达分析预测到更多lncRNA的目标基因。.2）在小鼠细胞系C2C12中研究lncRNA对成肌细胞增殖与分化的功能影响，完成对lncRNA AK004418的筛选、鉴定，发现其可以促进细胞增殖而抑制细胞分化。.3）在白血病细胞中研究lncRNA对白血病机理的影响，发现HOTAIRM1受髓系分化关键转录因子PU.1的直接调控。.相关成果说明，基于染色质远程调控可以比共表达分析更好地预测lncRNA的目标基因。.在该项目支持下，目前已经发表学术高水平 SCI 收录论文8 篇，培养研究生5人，邀请英国牛津大学Peter Cook教授到华中农业大学访问，并回访牛津大学，在牛津大学做学术报告。