薛愿超课题组开发CRIC-seq技术揭示PTBP1调控可变剪接新机制

　　2023年3月22日，中国科学院生物物理研究所薛愿超课题组在《Molecular Cell》杂志在线发表了题为"Capture RIC-seq reveals positional rules of PTBP1-associated RNA loops in splicing regulation"的研究论文。

　　在哺乳动物细胞中，前体mRNA能够通过可变剪接产生多种异构体，以执行相似或不同的生物学功能。可变剪接的异常与恶性肿瘤和神经退行性疾病等重大疾病的发生密切相关。可变剪接过程受到多种RNA结合蛋白（RNA-binding protein, RBP）的精密调控，利用CLIP-seq技术，科学家们已发现RBP结合在前体mRNA的不同位置会导致不同的剪接结果，这种位置依赖的剪接调控方式被称为位置效应。然而，这种位置效应是如何实现的，深层的分子机制是什么，尚不清楚。

　　已知，RBP可以结合、稳定或破坏RNA-RNA相互作用。一些模型提出RBP可通过介导RNA-RNA远距离互作而参与可变剪接调控，但缺乏直接的实验证据。目前鉴定特定RBP相关RNA-RNA互作的方法主要有CLASH和hiCLIP。然而，这两种方法都需要过表达目标RBP，这在一定程度上会影响或破坏细胞内源的RNA互作网络；此外，这两种方法都需要在溶液中进行RNA片段的近端连接，因此具有较高的假阳性率。以上缺陷限制了CLASH和hiCLIP方法在研究RNA-RNA空间互作与可变剪接调控中的应用。

　　为了解决现有实验技术的缺陷，薛愿超课题组在前期创建的RNA原位构象测序技术RIC-seq的基础上，进而开发了Capture RIC-seq (CRIC-seq ) 技术，利用高特异性抗体进行免疫沉淀，实现了对特定RBP介导的原位RNA-RNA相互作用位点的高通量解析。借助CRIC-seq新技术，研究人员首次绘制了HeLa细胞中PTBP1、hnRNPA1和SRSF1等蛋白的RNA空间互作图谱，揭示了RBP通过介导RNA空间构象变化影响可变剪接的位置效应机制。

图1 CRIC-seq方法流程

　　该研究工作直接证明了PTBP1可通过介导跨越可变外显子的RNA环而抑制剪接，率先揭示了PTBP1通过介导内含子内部RNA成环从而促进可变外显子剪接的新机制。此外，该工作还发现PTBP1二聚化对于维持其介导的RNA构象、剪接调控和宫颈癌细胞的增殖具有重要意义，并进一步阐明了癌症相关的剪接数量性状位点突变（sQTLs）通过改变RNA构象影响肿瘤细胞增殖的致病新机制。

图2 PTBP1介导RNA成环参与可变剪接调控的分子机制

　　该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院先导项目和王宽诚教育基金等多项基金资助。中国科学院生物物理所博士研究生叶融和呼乃婧为论文共同第一作者，曹唱唱副研究员为共同作者，薛愿超研究员为通讯作者。此外，温州医科大学附属眼视光医院硕士研究生许诗晗和杨晨参与了该项课题研究，并得到了周翔天教授的指导和帮助。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.03.001

（供稿：薛愿超研究组）