武大女教授Cell子刊打破传统理论

　　

生物通报道：来自武汉大学生命科学学院，加州大学圣地亚哥分校的研究人员采用CLIP-seq技术，在基因组水平认识了可变剪接调控蛋白PTB（多聚嘧啶串结合蛋白）结合靶标pre-mRNA的特征，揭示出该蛋白通过结合在pre-mRNA的不同位置而对可变外显子的剪接实行正负双向调控的机制，从而打破了已写入教科书的、认为PTB是可变剪接抑制蛋白的传统观念。这一研究成果公布在《Molecular Cell》封面上。

文章的通讯作者是武汉大学生命科学学院的张翼教授，以及加州大学圣地亚哥分校的付向东教授，第一作者是武大研究生薛愿超和周宇。在同期《Molecular Cell》上，由西班牙科学家Juan Valcárcel教授为该文撰写了评论文章：“RNA Processing: Redrawing the Map of Charted Territory”（P918-919），指出该文对基因转录后调控研究领域的引领作用。该研究组同时在NCBI网站上公开发表了近五百万个PTB在基因组上的结合标签序列。

人类基因组30亿个碱基对仅编码约2.5万个蛋白质基因，但是正常的人体功能需要约25万以上的蛋白质。人类蛋白质编码基因通畅被多个内含子（平均6-7个）打断成外显子，而一个基因的转录产物可以通过外显子的可变剪接方式而产生多个不同成熟mRNA，继而产生多种蛋白质。最近的转录组研究表明人类90%以上的基因的pre-mRNA都是可变剪接的。可变剪接的调控对细胞分化、发育、癌症发生，以及干细胞功能维持等至关重要。

在这篇文章中，研究人员采用CLIP-seq技术，在基因组水平认识了可变剪接调控蛋白PTB（多聚嘧啶串结合蛋白）结合靶标pre-mRNA的特征。发现该蛋白在Hela细胞里与超过40% 的蛋白质编码基因转录出的pre-mRNA结合（包括与神经细胞分化以及肿瘤发生相关的基因），20%的人类已知可变剪接事件与该蛋白的结合位点连锁。该研究组通过基因组定位和基因工程等方法，揭示出该蛋白通过结合在pre-mRNA的不同位置而对可变外显子的剪接实行正负双向调控的机制。该发现打破了已写入教科书的、认为PTB是可变剪接抑制蛋白的传统观念。

该研究成果有三方面重要意义：
（1）技术突破带来的蛋白质-RNA相互作用研究革命。从基因组水平认识RNA-蛋白质在细胞内的直接相互作用，不但对系统认识可变剪接调控意义重大，对认识非编码RNA所介导的基因表达调控也是至关重要的。CLIP-seq（CLIP指in vivo Cross-Linking and ImmunoPrecipitation; seq指deep sequencing），也称为HITS-CLIP，是继ChIPseq掀起转录调控研究高潮后，研究转录后基因表达调控的王牌方法。该方法被Rockefeller大学Darnell研究组使用，于去年11月在Nature上发表研究论文。武汉大学的张翼-付向东研究组是国际上成功使用该技术的第四个研究小组（亚洲第一个）。

（2）理论突破。技术革新给该研究组认识PTB调控可变剪接的理论带来了突破性机遇。根据科学家们对该蛋白近20年的研究成果，PTB已经被当作抑制可变剪接调控的模式蛋白写进许多教科书里了。但是张翼-付向东研究组的成果确凿证明PTB可以对可变外显子的剪接实行双向调控，最终的调控取向决定于它在pre-mRNA上的结合位置：在可变外显子附近，负向调控；在相邻的组成型外显子附件，则正向调控。

（3）PTB联结的是一个广泛的调控网络。PTB是一个普遍表达的重要RNA结合蛋白，这些年来被发现在神经发育和肿瘤发生中有重要功能。张翼-付向东研究小组的成果清楚表明PTB不是通过调控某一个基因的表达实现其生物学功能的，相反地，它似乎是一个基因表达调控的协调员，是可变剪接调控的指挥家。我们期待这张调控网络的解析会为人们带来更多的惊奇和赞叹。

原文摘要：

Genome-wide Analysis of PTB-RNA Interactions Reveals a Strategy Used by the General Splicing Repressor to Modulate Exon Inclusion or Skipping

Molecular Cell, Volume 36, Issue 6, 996-1006, 24 December 2009

作者简介：

张　翼

专业:生化与分子生物学
研究方向：核酶与非编码RNA的结构与功能
实验室位置：主要房间6102
联系方式：68756207（电话）
Email：[e-mail]
实验室网址：www.rna.whu.edu.cn


学　　历
2000年5月 博士学位，美国新泽西州医科大学（University of Medicine and Dentistry of New Jersey）分子遗传与微生物学系
1992年7月 学士学位，南开大学生物系

主要科研工作经历
1992-1993 实习实验员, 东北制药总厂，沈阳
1993-1994 实验员 美国Rutgers大学农业生物技术中心, New Brunswick, New Jersey, USA
1994-1999 博士研究生, 美国新泽西州医科大学分子遗传与微生物学系，Piscataway, New Jersey, USA.
2000.1-6 博士后, 美国新泽西州医科大学分子遗传与微生物学系，Piscataway, New Jersey, USA.
2000-2003 副教授, 武汉大学生命科学学院生化与分子生物学专业，核酶实验室负责人
2003.11 – 教授, 武汉大学生命科学学院生化与分子生物学专业
2004- 博士生导师
2001.3 – 副系主任, 武汉大学生命科学学院生物技术系
2005.1- 武汉大学生命科学学院职称评定委员会委员

目前的主要研究领域与兴趣：
本人的研究兴趣是RNA的结构与功能，
主要研究
（1）I型内含子核酶的折叠机制，晶体结构和结构预测，
（2）病毒RNA的结构和抗病毒应用，
（3）哺乳动物pre-mRNA可变剪接调控机制和调控网络，及其与信号传导和癌症等疾病的关系，
（4）microRNA与发育和疾病，
（5）新功能RNA的寻找与鉴定。

教学情况
1.分子生物学，72学时，生科院本科生专业必修课，国家理科基地名牌课程，武汉大学精品课程。
2.核酸结构与生物学：54学时，生科院研究生。
3.高级分子生物学：54学时，生科院研究生

近五年的代表性论文
1. Yan-Fei Jiang, Mu Xiao, Ping Yin and Yi Zhang*. (2006) Monovalent cations use multiple mechanisms to resolve ribozyme misfolding. RNA 12:561-566. (IF=5.84)
2. Mu Xiao, Tingting Li, Xiaoyan Yuan, Yuan Shang, Fu Wang, Shoudeng Chen and Yi Zhang*. (2005) A peripheral element assembles the compact core structure essential for group I self-splicing. Nucleic Acids Research 33:4602-4611. (IF=7.26)
3. Zhijie Li and Yi Zhang*. (2005) Predicting the secondary structures and tertiary interactions of 211 group I introns in IE subgroup. Nucleic Acids Research 33:2118-2128. (IF=7.26)
4. Libin Zhang, Mu Xiao, Chen Lu and Yi Zhang*. (2005) Fast formation of the P3-P7 pseudoknot: a strategy for efficient folding of the catalytically active ribozyme. RNA 11:58-69. (IF=5.84)
5. Mu Xiao, Michael J. Leibowitz and Yi Zhang*. (2003) Concerted folding of a Candida ribozyme to the catalytically active structure posterior to a rapid RNA compaction. Nucleic Acids Research 31:3901-3908. (IF=7.26，封面论文)

近五年其他论文
1. Han-xing Liu, Jun-jian Zhang, Ping Zheng, Yi Zhang. (2005) Altered expression of MAP-2, GAP-43, and synaptophysin in the hippocampus of rats with chronic cerebral hypoperfusion correlates with cognitive impairment. Molecular Brain Research, 139 (1): 169-177. (IF=1.77)
2. Zhiqiang Chen and Yi Zhang*. (2005) Dimethylsulfoxide targets phage RNA polymerases to promote transcription. Biochemical and Biophysical Research Communications 333: 664-670. (IF=2.904)
3. Jiangyu Wu, Jiehua Zhou, Fanqi Qu, Penghui Bao, Yi Zhang, Ling Peng. (2005) Polycationic dendrimers interact with RNA molecules: polyamine dendrimers inhibit the catalytic activity of Candida ribozymes. Chemical Communications (Camb). 2005(3):313-315. (IF=3.977)
4. Yuan Shang, Chen Wang, Yi Zhang*. (2005) Inducible expression and splicing of Candida group I ribozyme in E. coli. Wuhan University Journal of Natural Sciences (English Edition) 10:465-471. (EI 收录)
5. Xiaoyan Jiang, Guanhua Du, Yi Zhang*. (2005) High throughput screening antifungal drugs using Candida albicans as a model. Chinese Pharmaceutical Journal 39:919-922.
6. Tai-Yuan Li, Ping Yin, Yu Zhou, Yi Zhang*, Yong-Ping Zhang, Tseh-an Chen. (2004) Characterization of the replicon of a 51-kb native plasmid from the gram-positive bacterium Leifsonia xyli subsp. cynodontis. FEMS Microbiology Letters 236: 33-39. (IF=1.84)
7. Lin Cheng, Tai-Yuan Li, Yi Zhang*. (2004) Rapid preparation of total nucleic acids from E. coli for multi-purpose applications. Journal of Biochemistry and Molecular Biology 37:351-355. (IF=1.53)
8. Yi Zhang, Zhijie Li, D. S. Pilch and M. J. Leibowitz. (2002) Pentamidine inhibits catalytic activity of group I intron Ca.LSU by altering RNA folding. Nucleic Acids Research 30:2961-2971. (IF=7.26)
9. Yi Zhang and M. J. Leibowitz. (2001) Folding of the group I intron ribozyme from the 26S rRNA gene of Candida albicans. Nucleic Acids Research 29:2644-2653. (IF=7.26)