近日，系統(tǒng)生物學(xué)國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《MolecularSystemsBiology》發(fā)表了我校生物系陳煒教授課題組的一篇研究論文，題為“Globalanalysisofregulatorydivergenceintheevolutionofmousealternativepolyadenylation”。

基因表達的變化是不同物種間表型進化的主要動力來源。由于基因表達是一個多層面調(diào)控過程，所以可以想象任何一個層面在進化上的變化都將會對這個過程有著重要的貢獻。得益于近年來快速發(fā)展的二代測序技術(shù)，人們可以對基因表達水平，可變剪切，RNA降解以及蛋白質(zhì)的翻譯，甚至于蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性在不同物種中進行全基因組范圍的研究。但是可變聚腺苷酸化(alternativepolyadenylation，APA)作為一個在哺乳動物中非常常見且尤為重要的基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控手段，它在進化過程中分歧的程度，特別是進化中順式作用原件和反式作用因子的相對貢獻目前仍然不清楚。為了研究這些問題，陳煒教授課題組利用基于深度測序的方法，對來自兩個父母本小鼠(MusmusculusC57BL/6J和MusspretusSPRET/EiJ)以及它們的雜交子一代（F1）中表達的聚腺苷酸化位點(polyadenylationsites,pAs)進行了鑒別（見下圖）。由于子一代中所有的RNA都處于相同的反式因子環(huán)境中，所以觀察到的等位基因上的APA差異可以直接歸結(jié)為來自順式原件差異所至。而與此同時反式作用因子調(diào)控的APA則可以通過比較雜交子一代中等位基因和父母本之間的APA差異來推斷。

該項研究總共從兩個父母本的成纖維細胞系中鑒別了511446個聚腺苷酸化位點（pAs）,其中75%來自13808個基因，其余25%來自基因間區(qū)域。在來自7271個表達多個pAs基因的24721個pAs中，他們發(fā)現(xiàn)有3747pAs的表達水平在兩個品系老鼠中具有顯著差異。通過和雜交子一代數(shù)據(jù)進行比較，他們發(fā)現(xiàn)絕大部分差異都是源于進化過程中順式作用原件的變化。進一步對來源于順式調(diào)控變化的pAs進行系統(tǒng)的DNA／RNA序列分析發(fā)現(xiàn)上游RNA空間結(jié)構(gòu)以及多聚尿嘧啶（poly（U））序列都可以抑制pAs的使用。

總體而言，陳煒教授課題組的這項研究首次在哺乳動物中直接解析了APA在進化上的分歧，并且在全基因組范圍內(nèi)首次分析了來自順式作用原件和反式作用因子對APA調(diào)節(jié)的相對貢獻，從進化的角度進一步增強了我們對哺乳動物轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的認識。

本篇研究論文于2016年12月8日在線發(fā)表。德國馬科斯•德爾布呂克國家分子醫(yī)學(xué)中心博士生肖梅生和我校博士后張斌為此論文的共同第一作者。陳煒教授為唯一通訊作者。