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【医学与健康科技创新工程进展快报】第19期 基础医学研究所余佳研究团队 在《Nature Communication》杂志发表文章 揭示miRNA的加工调节参与造血链系命运选择

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基础医学研究所余佳课题组近年来一直致力于从非编码RNA调控的角度解析造血发育的机理,miRNA也是其重点关注的一类分子。在之前《Cell Research》工作揭示“microRNA初级转录本核酸序列存在多种顺式作用元件并阐明其RNA加工机理及生物学功能”的基础上,余佳课题组成员还发现在造血粒系/单核系命运选择过程中也存在类似的miRNA转录后加工调节现象,并以  miR-129-1为例,阐述了另一个可与RNA结合的蛋白质KSRP,通过与pri-miR-129-1上三个功能性 RNA元件的识别和结合,介导了该调控作用。同时,该课题组成员也发展了一系列新型内源性的蛋白质互作和体内RNA加工技术来证明它们之间的相互作用。有趣的是,KSRP、pri-miR-129-1和miR-129-1在粒系和单核系分化过程中的表达趋势完全相反,KSRP和miR-129-1的功能也表现为促进粒系发育,抑制单核系发育,说明该调控作用不但在不同的造血谱系发育中具有不同的生理效应,而且还调控了粒系/单核系命运选择。为进一步筛选具有类似作用的RNA结合蛋白,余佳课题组与哈尔滨医科大学生物信息学院王栋课题组合作,通过二代测序技术获得了人造血干细胞向粒系/单核系分化过程的动态RBP表达谱,并定义了多个类似KSRP功能的RBP。此部分研究结果在线发表于2017年11月份的《Nature Communication》杂志。博士生赵红梅、助理研究员王晓爽、重庆医科大学附三院易萍副教授为共同第一作者,余佳研究员、王芳副教授、王栋教授为共同通讯作者。

该工作获得中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2017-12M-3-009)、国家重点研发专项、国家自然基金委重大研究计划和重点项目的支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-017-01425-3


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图1. KSRP通过调控miR-129加工参与造血粒系/单核系命运选择。


图片说明:

a.脐带血来源的CD34+造血干细胞向单核或者粒系诱导,Giemsa染色显示诱导成功;

b.通过RNA-seq分析在单核/粒系分化过程中表达变化的RNA结合蛋白,其中包括KSRP;

c.KSRP在CD34+造血干细胞向单核诱导过程中表达下调,向粒系诱导过程中上调;

d.过表达KSRP后分别进行polyA+ RNA-seq和small RNA-seq,得到一系列KSRP可能调控的microRNA,其中包含miR-129;

e.RNAfold软件预测的pri-129-1初级转录本二级结构,其中包含四个可能的KSRP结合位点;  

f.体内通过斑马鱼胚胎发育实验证实了KSRP对pri-129-1的剪切加工能力;

g.h.小鼠骨髓移植实验证明KSRP对miR-129加工成熟的调控及对miR-129靶基因RUNX1表达的影响; 

i.我们的研究证实KSRP-miR-129-RUNX1调控通路参与了造血粒系/单核系命运选择。


(基础医学研究所)