导读|非编码RNA（ncRNA）在许多生命活动过程中扮演着重要角色，曾被Science杂志评选为本世纪前10年的十大科学突破之一，该研究领域也是近期最热的生物学课题之一，其研究结果层出不穷，不断刷新着人们对ncRNA的认知。日前有研究员在Cell杂志发表关于Sno-lncRNA的研究报道，揭示了长非编码RNA SLERT通过松弛DDX21的环形结构，从而促进Pol I转录rRNA的重要作用。

5月4日，上海生化所的陈玲玲研究员在cell上发表题为《SLERT Regulates DDX21 Rings Associated with Pol I Transcription》的文章，该研究揭示了长非编码RNA SLERT通过松弛DDX21的环形结构，从而促进Pol I转录rRNA的重要作用。

值得注意的是，SLERT是一个sno-lncRNA。Sno-lncRNA是一类新型的长非编码RNA，它们的序列中包含完整的snoRNA序列，并且该序列对sno-lncRNA的稳定性和亚细胞定位至关重要。sno-lncRNA在2012年由陈玲玲课题组率先鉴定出来，至今，已有3篇有关sno-lncRNA功能的文章在顶级期刊上发表，均出自该课题组。

随着二代测序技术和生物信息学的发展，RNA测序的门槛渐低，越来越多的实验室可以独立开展RNA测序的分析和研究，那么，是什么原因使得陈玲玲研究员课题组脱颖而出，发现了这样一类特殊的长非编码RNA呢？下面，小编将用9幅图带大家回顾sno-lncRNA的发现和研究历程。

2011年，陈玲玲研究员在Genome Biology上发表题为《Genomewide characterization of non-polyadenylated RNAs》的文章，该文虽未提及sno-lncRNA，但却是这类全新的长非编码RNA研究的开端。我们知道，mRNA的3’poly(A)对其稳定性非常重要，大部分长非编码RNA也有3’poly(A)，但细胞中存在一类没有ploy(A)的RNA，为了研究这类RNA如何维持自身的稳定性，他们首先对此类RNA进行了系统的鉴定。

图1.1，是RNA-seq的建库方法，通过3次oligo(dT)的洗脱，剩下的RNA经2次去rRNA处理，最终得到的RNA被认为是non-poly(A) RNA（也称为poly(A)-RNA）。将poly(A)-RNA和poly(A)+RNA进行测序分析，研究人员首次得到了最全的poly(A)-RNA和poly(A)+RNA测序数据。并对含有不同长度的poly(A)的RNA的比例及poly(A)-RNA的来源做了分析（图1.2和图1.3）。

2012年，陈玲玲组通过分析poly(A)-RNA的数据在Molecular Cell发表首篇有关sno-lncRNA的文章《Long Noncoding RNAs wuth snoRNA Ends》。该研究首次鉴定了5个sno-lncRNA，分别命名为sno-lncRNA1，sno-lncRNA2，sno-lncRNA3，sno-lncRNA4和sno-lncRNA5，他们均是包含2个snoRNA，并且位于3’和5’端（图2.1）。通过进一步的研究，发现两端的snoRNA对sno-lncRNA的稳定性至关重要（图2.2），并且5个sno-lncRNA均定位在细胞核，与产生它们的母基因完美重合（图2.3）。

这里需要补充的是，产生sno-lncRNA的基因位点与普瑞德威利氏症候群紧密相关。该疾病由产生sno-lncRNA的基因位点（该基因位点包括SNORD116及IPW等基因）的缺失引发，导致患者肥胖及智力低下。sno-lncRNA在患者的基因组中的缺失，是否是疾病发生的原因呢？为了探究sno-lncRNA的功能，研究者使用RNAi的技术敲低了这5个sno-lncRNA，发现与神经发育等相关的基因发生了可变剪切（图3.1）。通过分析CLIP-seq数据，发现5个sno-lncRNA均与剪切因子FOX2结合，并影响FOX2的功能（图3.2）。最后提出sno-lncRNA通过与FOX2作用，保证发育正常进行的假说（图3.2）。

2014年，陈玲玲课题组在BMC Genomics发表题为《Species-specific alternative splicing leads to unique expression of sno-lncRNAs》的文章，系统鉴定了不同物种间的sno-lncRNA，并发现sno-lncRNA具有很强的物种特异性（图4）。

2016年，陈玲玲组在Molecular Cell上发表文章《Unusual Processing Generates SPA LncRNAs that Sequester Multiple RNA Binding Proteins》。有趣的是，这篇文章的主角——SPA，是一个5’端由snoRNA构成，3’端却有poly(A)的sno-lncRNA（图5.1），而之前鉴定的sno-lncRNA都是两端都由snoRNA构成。这样特别的sno-lncRNA是如何产生的呢？通过一系列实验，研究人员认为SPA的产生需要snoRNA，弱poly(A)信号以及快速的RNA聚合酶II（图5.2）。

那么，SPA又有什么样的功能呢？我们注意到，在2012年的那篇文章中，缺少敲低sno-lncRNA后的细胞表型实验的结果，而SPA的产生位点与sno-lncRNA1-5相近，SPA的缺失与普瑞德威利氏症候群有关吗？研究者利用CRISPR技术，对SPA进行了基因位点的敲除，但是并没有观察到该基因的缺失对细胞的增殖和凋亡有影响。对此，研究者给出的解释是由于普瑞德威利氏症候群并不是致死的疾病，所以SPA的敲除应该与发育相关，而不是细胞的增殖。但由于正如小编之前提到的，sno-lncRNA在物种间并不保守，小鼠中没有相应的SPA，所以也很难从动物模型的角度证明SPA的功能。

关于SPA在细胞中扮演的角色，研究者通过SIM和RNA pulldown技术发现，SPA可与TD43，RBFOX2及hnRNP结合（图6.1）影响基因的可变剪接（图6.2）。至此，本研究鉴定了新的lncRNA，即5’是snoRNA，3’是poly(A)的SPA。并形成了该类lncRNA的产生需要快速转录的RNA聚合酶II，上游弱poly(A)信号以及snoRNAd保护及通过结合RNA结合蛋白影响RNA可变剪接发挥作用的假说（图6.3）。

时间回到现在，又回到了我们在文章开篇提到的文章《SLERT Regulates DDX21 Rings Associated with Pol I Transcription》。与前两篇文章鉴定sno-lncRNA不同，SLERT的基因位置并不是15号染色体上缺失会导致普瑞德威利氏症候群的区域。SLERT来自7号染色体，母基因为TBRG4（图7.1），由TBRG4 mRNA的可变剪接形成。与sno-lncRNA1-5类似，SLERT的两端由snoRNA构成，并负责维持其稳定性（图7.2）。巧合的是，SLERT也在细胞核中，精确定位在核仁中，snoRNA序列对其亚细胞定位有决定性作用（图7.3）。

由于核仁与rRNA的合成息息相关，而rRNA的异常表达与疾病紧密相连，所以研究者们很快将研究重点放到了SLERT是否影响rRNA合成及如何影响。利用CRISP技术敲除SLERT后，非常幸运，研究者发现rRNA发生了变化（图9.1）。通过RNA pull down技术找到与SLERT结合的DDX21蛋白。DDX21可以形成环状结构，并将Pol l包裹其中，阻碍Pol l对rRNA基因的转录。利用SIM技术，研究人员拍了一张非常惊艳的图。从图8.3，我们可以清楚的看到SLERT与DDX21及RPA194形成复合体。那么SLERT与DDX21的结合是如何影响Pol l的转录的呢？研究人员通过细致的研究，发现SLERT可以改变DDX21的构象——环的大小，从而影响DDX21对Pol l的抑制作用（图8.4）。

文章到此，已经清楚的证明SLERT如何影响rRNA的合成，那么接下来的问题是，SLERT在细胞中，特别是肿瘤细胞中扮演了什么样的角色。（想起之前的sno-lncRNA均没有表型图，那么SLERT是否让人眼前一亮呢？）研究人员检测了敲除SLERT后细胞的表型，发现细胞增殖明显降低，小鼠成瘤实验也证实了这一点（图9）。至此，陈玲玲老师给我们展现了SLERT的一个非常完整的研究。

图9.假说及表型

9幅图讲完了，相信大家对sno-lncRNA的研究也有了认识，细胞中其他的sno-lncRNA又扮演了怎样的角色，又将向我们讲述怎样的故事呢？期待更多的研究！

来源：Anna H/生物谷