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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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分子細(xì)胞中心等研發(fā)出系統(tǒng)性鑒定siRNA脫靶位點新方法

2020-12-04 分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心

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語音播報

　　12月4日，Molecular Therapy–Nucleic Acids在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）吳立剛研究組，上海市計劃生育科學(xué)研究所李衛(wèi)華研究組與揚州大學(xué)趙雅研究組合作的研究成果Identifying Cleaved and Noncleaved Targets of Small Interfering RNAs and MicroRNAs in Mammalian Cells by SpyCLIP。該研究運用自主研發(fā)的SpyCLIP技術(shù)，對野生型和切割活性缺失的miRNA/siRNA效應(yīng)器蛋白AGO2平行進(jìn)行SpyCLIP建庫測序，在全基因組層面準(zhǔn)確、高效地鑒定出siRNA、miRNA的切割活性以及非切割活性作用位點，為降低siRNA藥物的潛在脫靶風(fēng)險，改進(jìn)siRNA的設(shè)計規(guī)則提供了強(qiáng)有力的手段。

　　2018年8月，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了siRNA藥物ONPATTRO（patisiran），用于治療遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（hATTR）介導(dǎo)的淀粉樣變性患者。同時，有多種化學(xué)合成的siRNA藥物正處于不同的臨床試驗階段。這些siRNA藥物在體內(nèi)除了能在on-target位點發(fā)揮功能，還會在其他位點產(chǎn)生切割活性的或非切割活性的脫靶效應(yīng)。如何在進(jìn)入臨床試驗前在細(xì)胞水平提前預(yù)判或及時發(fā)現(xiàn)siRNA的脫靶效應(yīng)顯得尤為重要，但是目前對于預(yù)測siRNA的脫靶效應(yīng)尚未有成熟方法，主要采用類似預(yù)測miRNA靶標(biāo)的方法——根據(jù)siRNA的seed 區(qū)域（第2-8位堿基）進(jìn)行預(yù)測。然而，siRNA的2-8序列僅為7個堿基，任何一條siRNA均會被預(yù)測發(fā)現(xiàn)成百上千個可能的靶位點，因而無法實際應(yīng)用。因此，亟須一種可在全基因組層面上準(zhǔn)確、高效鑒定siRNA脫靶位點的新策略。

　　研究人員運用自主研發(fā)的SpyCLIP技術(shù)，結(jié)合野生型和切割活性缺失的miRNA/siRNA效應(yīng)器蛋白AGO2，平行地獲取上述兩種AGO2在siRNA的指導(dǎo)下所結(jié)合的所有靶標(biāo)序列。被野生型AGO2-siRNA所結(jié)合的有效和脫靶靶標(biāo)，其轉(zhuǎn)錄本通常迅速降解，難以在SpyCLIP文庫中得到富集；而被突變型AGO2-siRNA所結(jié)合的有效和脫靶靶標(biāo)，其轉(zhuǎn)錄本由于突變體AGO2僅能結(jié)合而無法發(fā)揮切割功能，從而可以在SpyCLIP文庫中得到富集。通過比對上述兩種AGO2-siRNA的靶標(biāo)結(jié)合圖譜，研究人員在全基因組層面上鑒定到所轉(zhuǎn)入siRNA的脫靶位點，并分類為切割活性和非切割活性兩大類，其轉(zhuǎn)錄本的抑制效率和與siRNA的配對規(guī)則具有顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)，相比于非切割活性的位點，受切割活性調(diào)控的脫靶位點具有更高的抑制效率。此外，與siRNA并非接近完全互補(bǔ)配對的轉(zhuǎn)錄本，也能夠受到AGO2的切割調(diào)控。這些新發(fā)現(xiàn)對于未來siRNA藥物研發(fā)如何最大化避免脫靶效應(yīng)具有重要的參考價值。

　　分子細(xì)胞卓越中心研究員吳立剛、上海市計劃生育科學(xué)研究所研究員李衛(wèi)華和揚州大學(xué)副研究員趙雅為論文的共同通訊作者，博士研究生張堯和碩士研究生滕怡蘭為論文的共同第一作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院、上海市科學(xué)技術(shù)委員會和江蘇省科技廳的支持。

　　論文鏈接

運用SpyCLIP技術(shù)平行捕獲野生型和突變型AGO2-siRNA的靶標(biāo)結(jié)合圖譜，獲得全基因組層面上的脫靶位點信息

　　12月4日，Molecular Therapy–Nucleic Acids在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）吳立剛研究組，上海市計劃生育科學(xué)研究所李衛(wèi)華研究組與揚州大學(xué)趙雅研究組合作的研究成果Identifying Cleaved and Noncleaved Targets of Small Interfering RNAs and MicroRNAs in Mammalian Cells by SpyCLIP。該研究運用自主研發(fā)的SpyCLIP技術(shù)，對野生型和切割活性缺失的miRNA/siRNA效應(yīng)器蛋白AGO2平行進(jìn)行SpyCLIP建庫測序，在全基因組層面準(zhǔn)確、高效地鑒定出siRNA、miRNA的切割活性以及非切割活性作用位點，為降低siRNA藥物的潛在脫靶風(fēng)險，改進(jìn)siRNA的設(shè)計規(guī)則提供了強(qiáng)有力的手段。
　　2018年8月，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了siRNA藥物ONPATTRO（patisiran），用于治療遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白（hATTR）介導(dǎo)的淀粉樣變性患者。同時，有多種化學(xué)合成的siRNA藥物正處于不同的臨床試驗階段。這些siRNA藥物在體內(nèi)除了能在on-target位點發(fā)揮功能，還會在其他位點產(chǎn)生切割活性的或非切割活性的脫靶效應(yīng)。如何在進(jìn)入臨床試驗前在細(xì)胞水平提前預(yù)判或及時發(fā)現(xiàn)siRNA的脫靶效應(yīng)顯得尤為重要，但是目前對于預(yù)測siRNA的脫靶效應(yīng)尚未有成熟方法，主要采用類似預(yù)測miRNA靶標(biāo)的方法——根據(jù)siRNA的seed 區(qū)域（第2-8位堿基）進(jìn)行預(yù)測。然而，siRNA的2-8序列僅為7個堿基，任何一條siRNA均會被預(yù)測發(fā)現(xiàn)成百上千個可能的靶位點，因而無法實際應(yīng)用。因此，亟須一種可在全基因組層面上準(zhǔn)確、高效鑒定siRNA脫靶位點的新策略。
　　研究人員運用自主研發(fā)的SpyCLIP技術(shù)，結(jié)合野生型和切割活性缺失的miRNA/siRNA效應(yīng)器蛋白AGO2，平行地獲取上述兩種AGO2在siRNA的指導(dǎo)下所結(jié)合的所有靶標(biāo)序列。被野生型AGO2-siRNA所結(jié)合的有效和脫靶靶標(biāo)，其轉(zhuǎn)錄本通常迅速降解，難以在SpyCLIP文庫中得到富集；而被突變型AGO2-siRNA所結(jié)合的有效和脫靶靶標(biāo)，其轉(zhuǎn)錄本由于突變體AGO2僅能結(jié)合而無法發(fā)揮切割功能，從而可以在SpyCLIP文庫中得到富集。通過比對上述兩種AGO2-siRNA的靶標(biāo)結(jié)合圖譜，研究人員在全基因組層面上鑒定到所轉(zhuǎn)入siRNA的脫靶位點，并分類為切割活性和非切割活性兩大類，其轉(zhuǎn)錄本的抑制效率和與siRNA的配對規(guī)則具有顯著差異。研究發(fā)現(xiàn)，相比于非切割活性的位點，受切割活性調(diào)控的脫靶位點具有更高的抑制效率。此外，與siRNA并非接近完全互補(bǔ)配對的轉(zhuǎn)錄本，也能夠受到AGO2的切割調(diào)控。這些新發(fā)現(xiàn)對于未來siRNA藥物研發(fā)如何最大化避免脫靶效應(yīng)具有重要的參考價值。
　　分子細(xì)胞卓越中心研究員吳立剛、上海市計劃生育科學(xué)研究所研究員李衛(wèi)華和揚州大學(xué)副研究員趙雅為論文的共同通訊作者，博士研究生張堯和碩士研究生滕怡蘭為論文的共同第一作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院、上海市科學(xué)技術(shù)委員會和江蘇省科技廳的支持。
　　論文鏈接
　　運用SpyCLIP技術(shù)平行捕獲野生型和突變型AGO2-siRNA的靶標(biāo)結(jié)合圖譜，獲得全基因組層面上的脫靶位點信息
　　

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