张亚平院士JMCB获人类大脑转录组进化研究进展

【字体: 时间:2015年07月22日 来源:中科院

编辑推荐:

  人类在进化过程中,脑的大小和复杂程度得到了极大得增加。脑的结构使得人类有着区别于其他物种的极高的认知能力,比如语言能力、抽象思考能力等等。转录后修饰,如RNA编辑、可变剪切等能够由相同的DNA序列生成不同的RNA,进而翻译成不同的蛋白质构体,是扩大蛋白质多样性的重要机制。随着二代测序发展,转录后修饰等已成为当今研究热点。

  

  人类在进化过程中,脑的大小和复杂程度得到了极大得增加。脑的结构使得人类有着区别于其他物种的极高的认知能力,比如语言能力、抽象思考能力等等。转录后修饰,如RNA编辑、可变剪切等能够由相同的DNA序列生成不同的RNA,进而翻译成不同的蛋白质构体,是扩大蛋白质多样性的重要机制。随着二代测序发展,转录后修饰等已成为当今研究热点。

  为了充分地评估转录后修饰在人脑在进化中的作用,中国科学院昆明动物研究所张亚平课题组吴东东、叶凌群等对人脑的多个不同区域做了深度转录测序,详细分析了可变剪切、RNA编辑、长链非编码RNA和年轻新基因的表达等。研究发现,神经系统并未展示出较高程度的转录复杂度,但是神经系统尤其是壳核(putamen)中存在非常高的RNA编辑活性,揭示了这个区域对于人的进化中潜在的重要作用。同时,发现了脑中的可变剪切和RNA编辑之间具有显著的关联,RNA编辑酶降低表达后,可变剪切事件也就增多,表明可变剪切和RNA编辑的分子机制之间可能存在竞争关系。另外基于此数据,进一步分析了人类新基因的表达模式,发现这些新基因不仅在新皮质中高表达,在其它脑组织中同样有一些富集,尤其是壳核(putamen)组织中富集大量新基因。

  该项研究结果在线发表于Journal of Molecular Cell Biology。

原文摘要:

Integrative analyses of RNA-editing, alternative splicing, and expression of young genes in human brain transcriptome by deep RNA-sequencing

Next-generation RNA-sequencing has been successfully used for identification of transcript assembly, evaluation of gene expression levels, and detection of post-transcriptional modifications. Despite these large-scale studies, additional comprehensive RNA-seq data from different subregions of the human brain are required to fully evaluate the evolutionary patterns experienced by the human brain transcriptome. Here, we provide a total of 6.5 billion RNA-seq reads from different subregions of the human brain. A significant correlation was observed between the levels of alternative splicing and RNA-editing, which might be explained by a competition between the molecular machineries responsible for the splicing and editing of RNA. Young human protein-coding genes demonstrate biased expression to the neocortical and non-neocortical regions during evolution on the lineage leading to humans. We also found that a significantly greater number of young human protein-coding genes are expressed in the putamen, a tissue that was also observed to have the highest level of RNA-editing activity. The putamen, which previously received little attention, plays an important role in cognitive ability, and our data suggest a potential contribution of the putamen to human evolution.

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号