2018年11月29日，清华大学生命科学学院植物生物学研究中心戚益军研究组在《自然通讯》（nature communications） 杂志在线发表了题为《拟南芥中长非编码rna的系统鉴定揭示反义rna调控maf4基因》（global identification of arabidopsis lncrnas reveals the regulation of maf4 by a natural antisense rna）的研究论文。该研究系统鉴定和分析了拟南芥中大量长非编rna (long noncoding rna，lncrna)，发现一个可调节开花时间的nat-lncrna，并阐明了其正向调控正义链基因转录的作用机制。
近年来，全基因组和转录组测序结果表明大约75%的人类基因组和50%的拟南芥基因组可转录成rna，但蛋白编码序列只约占其中的1.5%。大量不能编码蛋白的 rna进入人们的视野，其中包括数以万计的lncrna。lncrna为一类长度大于 200 个核苷酸、 不具备蛋白编码功能的 rna。根据与蛋白编码基因的位置关系，lncrna可以分为源于基因反义链的 lncrna (nat-lncrna)，与基因序列同向重叠的 lncrna (ot-lncrna)，产生于基因间区的lncrna (lincrna) 以及来自于基因内含子区域的 lncrna (incrna) 等。越来越多证据表明，lncrna 通过多种方式参与基因表达调控、染色体高级结构形成、rna加工亚细胞结构组装等重要生命活动过程 。
在这项研究中，为了研究植物中 lncrna对基因表达的调控功能，戚益军研究组利用链特异性 rna-seq 结合生物信息学分析方法，系统鉴定和分析了模式植物拟南芥中的 lncrna。该研究共鉴定到了6510 个 lncrna ，其中包括 4050个 nat-lncrna 以及2460个 lincrna。研究发现，在不同组织或逆境处理条件下，大量 nat-lncrna 与邻近蛋白编码基因的表达呈现正相关趋势。此外，通过人工 mirna 的技术，沉默部分 nat-lncrna 的表达，可导致邻近蛋白编码基因表达下降，表明 nat-lncrna 可正向调控邻近基因的表达。该研究为解读植物中 lncrna 的功能和作用机制提供了丰富的资源和良好的基础；mas 正向调控 maf4 转录的机制解析对研究植物中大量 nat-lncrna 的功能机制有重要的借鉴意义。
清华大学生命学院博士生赵新玥、连璧和现医学院博士后李景睿为该论文的共同第一作者。戚益军教授和李艳博士为论文共同通讯作者。该研究由国家自然科学基金委和清华-北大生命科学联合中心提供经费支持。
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图1，mas调控maf4的作用机制
