结合生物信息学分析和分子生物学实验方法,在发现和鉴定新的与U2 snRNA分子内修饰相关的非编码RNA基因方面取得突破。比较分析不同生物中与U2 snRNA甲基化修饰相关的非编码RNA基因的结构特点及多样性;建立研究U2 snRNA甲基化生成机制及功能的酵母分子遗传体系,阐明粟酒裂殖酵母U2 snRNA特定位点甲基化生成机制,进一步揭示小分子非编码RNA在基因表达调控中的作用。
剪接体核小分子RNA(snRNA)中包含大量的2'-氧-甲基化核苷和假尿嘧啶核苷等修饰成分。这些修饰成分产生的过程和机制以及生物学功能是分子生物学研究的难题。本项目采用生物信息学全面分析基因组数据库,在人、粟酒裂殖酵母、水稻、拟南芥、线虫和果蝇中鉴定了7个与U2 snRNA甲基化修饰相关的非编码RNA基因和2个与假尿嘧啶修饰相关的非编码RNA基因。发现一个在植物和果蝇U2 snRNA中高度保守的甲基化修饰是通过插入一对互补的核苷酸来维持的分子协同进化机制。建立了研究U2 snRNA 转录后修饰的粟酒裂殖酵母体系,采用基因敲除技术将粟酒裂殖酵母mgU2-3/11RNA基因缺失,导致2个甲基化位点同时消失,首次揭示粟酒裂殖酵母U2 snRNA中 2个转录后修饰是由一个小分子非编码RNA介导及其缺失对酵母生长的影响。mgU2-3/11RNA基因没有独立的启动子,该基因位于另一蛋白质基因的3'端UTR,这一结果首次揭示出一种蛋白质基因的非翻译区包含一个非编码RNA基因的新的基因组织。本项目所取得的结果对于阐明非编码RNA对基因表达调控机制具有重要意义。