天然反义转录物在小鼠大脑皮层早期发育中的功能研究

目前通过大规模测序、生物芯片、生物信息学等高通量方法分析发现：天然反义转录物（natural antisense transcript，NAT），广泛存在于不同物种中，它为一类新的长非编码RNA，能调控相应蛋白编码基因的表达来发挥多种重要的生物学功能并日益受到人们的关注。本实验室以参与神经系统早期发育中大脑皮层形成的66个关键转录因子为切入点，利用NAT的生物信息学数据库发现了38个关键转录因子可能存在的NAT。进一步通过链特异性RT-PCR结合测序初步确证了8个NAT的存在。本项目拟利用Northern Blot、RACE等方法进一步确证。利用原位杂交技术探索其及对应编码基因在不同发育时期小鼠大脑皮层形成的表达谱及对应关系。选择其中1-2个NAT从分子、细胞和整体动物水平进一步探讨它们在小鼠大脑皮层发育过程中的作用及其分子机制。为神经发育中NAT的功能研究提供思路和理论依据。

非编码RNA在基因调控方面有着重要功能，广泛参与基因调控的各个层面，在发育、癌症、神经功能紊乱等生物过程中都具有重要的作用。在长非编码RNA中有一重要亚类，天然反义转录本（nature antisense transcript），从已知转录序列的互补链转录。人们提出了一些分子模型来解释天然反义RNA产生功能的分子机制，例如转录干扰、RNA遮蔽、双链RNA降解、翻译干扰等。已经有报道表明，长非编码RNA与转录因子的编码基因有着更密切的联系。本课题在63个与大脑皮层特异层次表达相关的候选基因中，经过鉴定和筛选，获了3个与神经干细胞分化、大脑皮层分层密切相关的NAT，并进行了功能研究。另外，在长非编码RNA的表观遗传学功能研究方面，本项目组也取得了一定的进展。在进行上述工作的同时，对以NAT为主的多类长非编码RNA的研究方法进行了系统的摸索和总结，对本课题NAT功能研究还是其他类型非编码RNA的研究都具有重要意义。