我校生命科學大學院屈良鵠教授、倫照榮教授,美國科學院院士、美國國家科學獎獲得者、加州大學Irvine分校Francisco J. Ayala教授合作再次在國際著名綜合類期刊《美國國家科學院院報》(PNAS)發表研究成果,闡明原始真核生物——藍氏賈第鞭毛蟲小分子非編碼RNA及其在細胞分化中的重要作用。中山大學孫逸仙紀念醫院廖建友博士(原生命科學大學院博士后)為該論文第一作者。
小分子非編碼RNA參與了真核生物重要生物學過程的調控,例如細胞增殖、分裂和分化。雖然科學家對小RNA,特別是microRNA在高等生物中的作用已作了大量研究,但小RNA在真核生物進化早期所扮演的角色目前還不清楚,單細胞的原生動物中是否存在microRNA也存在很大的爭論。為了解決這個極具挑戰性的問題,屈良鵠教授、倫照榮教授和Francisco J. Ayala教授實驗室再度合作,對目前被認為是最原始的真核生物之一的藍氏賈第鞭毛蟲(賈第蟲),一種全球分布并引起人腹瀉的寄生原蟲進行了深度測序和大規模的系統分析。
研究發現,來自四個不同分化時期的賈第蟲小RNA主要由內源siRNA和tRNA衍生的小RNA組成。內源性siRNA幾乎全部來自賈第蟲基因組中有轉座活性的端粒轉座子和三個新定義的內源性siRNA 產生區,這些siRNA可以反式作用方式抑制賈第蟲表面抗原等基因的表達,并參與了該鞭毛蟲從滋養體向孢囊分化的調控過程。內源性小干擾RNA并不是唯一能調控賈第蟲分化的小RNA,因為大量tRNA來源的小RNA在賈第蟲分化過程中的表達變化比內源性小干擾RNA還明顯。經過深入的比較分析,該研究在賈第蟲中鑒定出五種新的tRNA來源的小RNA,其中四種的產生可能跟他們之前報道的sitRNA有密切關系。雖然賈第蟲是最簡單原始的真核生物,但它卻擁有復雜的小RNA調控系統。令人驚奇的是,在賈第蟲中并沒有發現典型的microRNA,而許多過去報道的賈第蟲microRNA被鑒定為內源siRNA的一部分。
該研究為真核生物RNA調控系統的起源及功能進化提供了新的線索,是中山大學“原生動物協同創新團隊”繼錐蟲假基因產生小RNA的研究成果之后,在人畜共患有害生物控制及資源利用方面取得的又一重要成果。