绘制雄性和雌性果蝇细胞核枢纽中全基因组RNA-RNA和RNA-DNA相互作用图谱

root 提交于 周五, 08/07/2026 - 10:47
核体是具有既定功能的核糖核蛋白复合物,它们靶向染色质的特定位置并调控特定的 RNA 加工功能,从而影响基因表达。然而,决定核体如何被靶向至基因组内其发挥功能的特定位置的机制,仍然知之甚少。一个重大挑战在于捕获并理解这些复合物中发生的多种细胞特异性相互作用;这些相互作用来源于 RNA 组分彼此之间,以及 RNA 与 DNA 和核酸结合蛋白之间在细胞核三维组织背景下的相互作用。绘制这些相互作用图谱对于阐明诸如 RNA 剪接之类的机制至关重要,而 RNA 剪接是驱动细胞特异性转录本多样性的关键因素。 在本研究中,我们使用 RNA-DNA Split Pool Recognition of Interactions by Tag Extension(RD-SPRITE)首次表征了果蝇 S2(雄性)和 Kc(雌性)细胞中的性别特异性 RNA-RNA 和 RNA-DNA 相互作用。我们确定了细胞核内性别特异性的 RNA-RNA 相互作用图谱,并利用 RNA-DNA 相互作用数据,定位了多种 RNA 分子的靶位点,包括小核 RNA(snRNA);snRNA 是剪接体的核心组分,而剪接体是参与 RNA 剪接的核糖核蛋白复合物。基于 RNA-RNA 相互作用数据,我们还鉴定出可能调控剪接的新型长链非编码 RNA。此外,我们研究了转录因子(TF)CLAMP 在剪接体性别特异性靶向中的作用。我们在有无 CLAMP 存在的条件下构建了 RD-SPRITE 数据集;CLAMP 是一个关键的转录因子,参与剂量补偿、性别特异性 RNA 剪接以及染色质组织。我们发现,CLAMP 调控了剪接体与染色质相互作用的全局变化,抑制异常的 snRNA 相互作用,并调控参与剪接功能的 RNA 的性别特异性相互作用。 此外,我们的数据集还为研究其他过程提供了宝贵资源,例如 miRNA 介导的沉默、snoRNA 的核仁功能以及 scaRNA 的 Cajal 小体功能等。为了促进群体的广泛使用,我们开发了一个计算平台“FlySprite”,使果蝇研究人员能够通过用户友好的界面探索性别特异性的 RNA-RNA 相互作用,以及 RNA 簇的 DNA 靶标。

核体是具有明确功能的核蛋白复合体,可在特定位点靶向染色质并调控特定的 RNA 加工功能,从而影响基因表达。然而,决定核体如何被靶向到其发挥功能的基因组中特定位点的机制仍然知之甚少。一项重要挑战在于捕获并理解这些复合体中发生的多种细胞特异性相互作用,这些相互作用源于 RNA 组分彼此之间以及与 DNA 和核酸结合蛋白之间的作用,并处于细胞核三维组织的背景之中。绘制这些相互作用图谱对于阐明诸如 RNA 剪接等机制至关重要,而 RNA 剪接是驱动细胞特异性转录本多样性的关键因素。

在此,我们使用 RNA-DNA Split Pool Recognition of Interactions by Tag Extension(RD-SPRITE),首次刻画了果蝇 S2(雄性)和 Kc(雌性)细胞中的性别特异性 RNA-RNA 及 RNA-DNA 相互作用。我们确定了细胞核内性别特异性的 RNA-RNA 相互作用图谱,并利用 RNA-DNA 相互作用数据,精确定位了多种 RNA 分子的靶位点,包括小核 RNA(snRNA),后者是剪接体的核心组成部分,剪接体是参与 RNA 剪接的核糖核蛋白复合体。基于 RNA-RNA 相互作用数据,我们还鉴定了可能调控剪接的新型长链非编码 RNA。此外,我们研究了转录因子(TF)CLAMP 在剪接体性别特异性靶向中的作用。我们在有无 CLAMP 的条件下生成了 RD-SPRITE 数据集;CLAMP 是参与剂量补偿、性别特异性 RNA 剪接和染色质组织的关键转录因子。我们发现,CLAMP 调控剪接体与染色质相互作用的全局变化,抑制异常的 snRNA 相互作用,并调控参与剪接功能的 RNA 的性别特异性相互作用。

此外,我们的数据集为研究其他过程提供了有价值的资源,例如 miRNA 介导的沉默、snoRNA 的核仁功能以及 scaRNA 的 Cajal 小体功能等。为促进社区广泛使用,我们开发了一个计算平台“FlySprite”,使果蝇研究人员能够通过友好的界面探索性别特异性的 RNA-RNA 相互作用,以及 RNA 簇的 DNA 靶点。

作者声明不存在竞争性利益。

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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.02.742296v1?rss=1

🏷️ 果蝇 RNA-RNA相互作用 RNA-DNA相互作用 RNA剪接 长链非编码RNA 性别特异性