SirenScan揭示了警报RNA在被子植物中的保守存在及其进化多样化

摘要 Siren RNA 是一种在生殖过程中异常丰富的小干扰 RNA（siRNA），然而，由于 siren 位点缺乏标准化的定义和鉴定策略，它们是否代表被子植物生殖中的一种保守特征仍不明确。我们开发了 SirenScan，这是一种整合基于累积分析和基于密度分析的计算框架，用于从小 RNA 测序数据中鉴定 siren 位点。利用 SirenScan，我们系统比较了被子植物代表性谱系中的胚珠组织与营养组织，包括早期分化的被子植物 Nymphaea colorata。我们证明，siren RNA 的存在是被子植物胚珠中的一种保守特征，尽管其表达优势程度在不同物种之间存在显著差异。siren 位点持续富集于转座元件（TE）内，而相关的 TE 超家族和顺式调控基序则表现出谱系特异性的分化。在十字花科中，siren 位点共享保守的 CLASSY3 相关序列基序；而其他被子植物谱系则呈现出不同的基序组成，这提示聚合酶 IV 靶向机制在进化过程中发生了分化。我们的研究结果确立了 siren RNA 作为被子植物生殖小 RNA 图谱中的一个保守组成部分，并支持这样一种模型：保守的 RNA 指导 DNA 甲基化机制与谱系特异性的调控机制及转座子图谱相耦合，共同塑造了 siren 位点的进化。SirenScan 为跨植物物种开展 siren RNA 生物学与生殖表观基因组学比较研究提供了一个稳健且标准化的框架。

摘要

Siren RNA 是一类在生殖过程中异常丰富的小干扰 RNA（siRNA），然而，由于 siren 位点缺乏标准化定义和鉴定策略，它们是否构成被子植物生殖中的保守特征仍不明确。我们开发了 SirenScan，这是一种计算框架，通过整合基于累积分布和基于密度的分析方法，从小 RNA 测序数据中鉴定 siren 位点。利用 SirenScan，我们系统比较了代表性被子植物谱系中的胚珠与营养组织，包括早期分化的被子植物 Nymphaea colorata。我们证明，siren RNA 的存在是被子植物胚珠的一个保守特征，尽管其表达优势程度在不同物种之间存在显著差异。

siren 位点在转座元件（TEs）中持续富集，而相关的 TE 超家族及顺式调控基序则表现出谱系特异性的分化。在十字花科中，siren 位点共享保守的 CLASSY3 相关序列基序，而其他被子植物谱系则呈现出不同的基序组成，这表明 RNA 聚合酶 IV 靶向机制在进化过程中发生了分化。我们的研究结果确立了 siren RNA 作为被子植物生殖小 RNA 图谱保守组成部分的地位，并支持这样一种模型：保守的 RNA 介导 DNA 甲基化机制与谱系特异性的调控机制及转座子组景观相耦合，共同塑造 siren 位点的进化。SirenScan 为跨植物物种开展 siren RNA 生物学和生殖表观基因组学的比较研究提供了一个稳健且标准化的框架。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744852v1?rss=1

🏷️ 被子植物 小干扰RNA 生殖表观遗传 转座元件 DNA甲基化 SirenScan