调控抗病毒天然免疫反应的长链非编码RNA的系统发现

Innate immunity plays a pivotal role in combating virus infection. An in-depth understanding of the mechanism by which antiviral innate immune response is controlled will provide novel therapeutics for infectious diseases. Recently, studies have revealed that long non-coding RNA (lncRNA) could modulate antiviral innate immune response. Nevertheless, the role and function of lncRNAs in antiviral innate immunity still remain poorly understood, largely due to the lack of systematic approaches for functional assessment of lncRNA. To address this gap, we devised a novel solution for genome-wide functional screening for lncRNAs, based on the strategy of splicing-site disruption (Nature Biotechnology, revised). By harnessing the power of this unique technology, we sought to perform a genome-wide functional screening for functional lncRNAs in antiviral innate immunity. The mechanism of action of specific lncRNAs will be further explored. We envisage that our study will result in systematic discovery of functional lncRNAs that are involved in innate immune response. These results could advance our understanding in both innate immunity and virus infection.

天然免疫反应在机体抵抗病毒感染中具有关键作用，深入理解其调控机制将为感染性疾病防治提供新的靶点和策略。近期研究表明，长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）参与调控宿主抗病毒天然免疫，但由于缺乏系统性研究手段，人们对其认识仍极为有限。本课题组在前期建立的编码基因（Nature 2014）和非编码基因（Nature Biotechnology 2016）CRISPR筛选技术的基础上，通过靶向剪接位点，首次建立了针对lncRNA的全基因组范围敲除筛选技术（Nature Biotechnology, revised）。基于该独有技术，本项研究将在全基因组范围对参与抗病毒天然免疫调控的lncRNA进行筛选和鉴定，并研究关键lncRNA的功能与机制，以期系统性的发现具有调控抗病毒天然免疫功能的lncRNA，为全面和深入理解天然免疫与病毒感染的调控机制提供依据。

长链非编码RNA（lncRNA）是一类在感染和免疫中有重要功能的非编码RNA，但由于缺乏系统性研究手段，人们对其认识仍极为有限。本研究的主要目的是建立抗病毒天然免疫反应高通量筛选系统，在全基因组范围对参与抗病毒天然免疫调控的lncRNA进行筛选和鉴定，并研究关键lncRNA的功能与机制，同时开展高通量功能性筛选平台的搭建，为抗病毒天然免疫反应研究提供手段。本研究一方面成功建立了多种基因编辑及功能基因组学技术，包括lncRNA功能性筛选技术、全基因组范围基因关键位点筛选技术、基因位点饱和突变筛选技术和新型RNA编辑技术等；另一方面，本研究运用这些新型功能基因组学技术对天然免疫调控的关键基因开展了系统的筛选和发现，首次发现包括KIF26B-AS1、AL136982.1等lncRNA可能调控抗病毒天然免疫反应，而LINC01746、LINC02648等lncRNA可能调控新冠病毒等病毒的复制。同时，我们还发展了基于碱基编辑的筛选技术，系统发现了参与天然免疫调控关键基因的功能性位点。另外，我们发现了抗病毒天然免疫反应的新机制，即宿主自身的成分可以被用作“危险信号”来激活抗病毒天然免疫反应。上述研究为抗病毒免疫反应的相关研究提供了新的手段，为深入理解天然免疫信号传导提供了依据，并为抗病毒药物设计提供了靶点。相关成果在Nature Biotechnology、STTT等杂志发表论文7篇，申请PCT专利3项。