（A）熒光原位雜交實驗結(jié)果顯示的 lnc-Crot 和 Crot 的亞細胞定位。（B）熱圖顯示從 4C-seq 中得到的 5 號染色體上和 lnc-Crot 相互作用的基因在兩個時間點之間沒有顯著差異。（C）工作模型示意圖，展示節(jié)律 lncRNA 所標(biāo)記的增強子通過長程相互作用，介導(dǎo)結(jié)合在其上的節(jié)律轉(zhuǎn)錄因子的功能來發(fā)揮節(jié)律調(diào)控功能。

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（Nucleic Acids Research）期刊在線發(fā)表了中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所嚴(yán)軍研究組題為 A class of circadian long non-coding RNAs mark enhancers modulating long-range circadian gene regulation 的論文。該項研究揭示了一類節(jié)律表達的長非編碼 RNA（lncRNA）標(biāo)記了基因組上可以介導(dǎo)長程染色質(zhì)相互作用的增強子，并通過這種相互作用調(diào)節(jié)了節(jié)律基因的表達。

晝夜節(jié)律（circadian rhythm）是一種 24 小時的周期性生理現(xiàn)象，可以通過在轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平等多種層次上調(diào)控基因表達，來調(diào)節(jié)動物的許多生理與行為過程。lncRNA 是一類長于 200 堿基的非編碼 RNA，它們具有很強的組織特異性，已被發(fā)現(xiàn)在諸如基因組印記、細胞周期、腫瘤發(fā)生等多種過程中發(fā)揮作用。以往節(jié)律基因的調(diào)控主要集中在蛋白編碼基因，雖有個別節(jié)律表達的 lncRNA 被發(fā)現(xiàn)，但缺乏對節(jié)律 lncRNA 的系統(tǒng)性研究；因此在該研究中，嚴(yán)軍研究組以小鼠肝臟組織為主要對象，系統(tǒng)地尋找了節(jié)律表達的 lncRNA 并探索了它們的節(jié)律調(diào)控功能。通過肝臟組織 RNA-seq，研究者們系統(tǒng)性地拼接注釋了肝臟中表達的 lncRNA，并篩選出在一晝夜中節(jié)律表達的 lncRNA。通過分析組蛋白修飾信號標(biāo)記的增強子區(qū)域，發(fā)現(xiàn)節(jié)律 lncRNA 顯著富集出現(xiàn)在增強子區(qū)域，顯示出兩者的關(guān)聯(lián)，并且這些區(qū)域有兩個非常重要的節(jié)律轉(zhuǎn)錄因子 BMAL1 和 REV-ERBα的結(jié)合位點。節(jié)律 lncRNA 在增強子區(qū)域的富集不止存在于小鼠肝臟，在小鼠胰腺和大鼠肝臟中都有發(fā)現(xiàn)這種關(guān)聯(lián)。這些節(jié)律 lncRNA 與附近基因在一天中的表達有非常相似的節(jié)律相位和非常高的相關(guān)性。通過比較 lncRNA 與蛋白編碼基因的亞細胞定位，發(fā)現(xiàn) lncRNA 的表達量在細胞核中的富集程度要高于蛋白編碼基因（如圖 A 所示），但低于增強子 RNA（eRNA）。此外，通過大鼠和小鼠節(jié)律轉(zhuǎn)錄組的比較分析，發(fā)現(xiàn)雖然 lncRNA 的序列本保守性較低，但節(jié)律 lncRNA 轉(zhuǎn)錄的位點仍然是趨向于保守的。研究人員找到一個候選節(jié)律 lncRNA，命名為 lnc-Crot，通過環(huán)形染色質(zhì)構(gòu)象捕捉技術(shù)（4C-seq）發(fā)現(xiàn) lnc-Crot 所在的這個超級增強子區(qū)域與染色質(zhì)上許多基因有長程相互作用（如圖 B 所示），而這些基因許多都參與代謝過程，且節(jié)律峰點富集在與 lnc-Crot 峰點接近的時間，表明這些相互作用在基因功能和節(jié)律表達上的作用。進一步在細胞系中的實驗中發(fā)現(xiàn) lnc-Crot 的增強子介導(dǎo)了結(jié)合在其上的轉(zhuǎn)錄因子 REV-ERBα的調(diào)控功能。該研究以組學(xué)的手段對節(jié)律 lncRNA 系統(tǒng)性的分析揭示了節(jié)律 lncRNA 標(biāo)記了一類活躍的增強子，這些增強子通過長程相互作用調(diào)控基因的表達，這種長程相互作用相對穩(wěn)定，但通過結(jié)合在其上的節(jié)律轉(zhuǎn)錄因子實現(xiàn)對基因的節(jié)律調(diào)控 （圖 C），這些節(jié)律 lncRNA 的注釋也為進一步探索它們在節(jié)律中的功能打下了基礎(chǔ)。