image: 图1. 比较G. arboreum不同转录组深度测序获得的基因数量 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
Science China Life Sciences杂志报道了来自武汉大学高等研究院朱玉贤院士团队等人的研究成果。该研究组通过对亚洲棉（G. arboreum）根、茎、叶、花及10天的胚株混合样本提取RNA，分别进行4 G、7 G、10 G、30 G和100 G深度的转录组测序。他们发现随着测序量的增加，来自基因间区的新转录本数量也在显著增加，在100 G时达到最大值（10,284个新转录本），这些新转录本中有10032个编码蛋白和252个长非编码RNA。进一步分析发现，这些新产生的基因中平均约84%可能与其基因间区中的长未端重复序列（LTR）插入重叠，并且以相对较低的水平表达。
该研究组在详细研究新产生的基因间区转录本时发现，之所以被之前的研究忽略，主要是因为它们的表达量极低，需要更深度的测序才能被发现。进一步研究这些低表达转录本产生的原因，发现它们中60%以上没有转录激活标记。与具有转录激活标记的转录本相比，这些没有转录激活标记的转录本具有更短的Nucleosome-Free Region (NFR)，并且这个NFR的物理距离明显小于 RNAPⅡ 酶复合物的直径，因此可能会阻碍RNAPⅡ 有效结合到靶基因启动子区的目标DNA基序上。
该研究进一步通过G. arboreum及其相关物种同源比对及进化分析发现，基因间区新转录本的产生时间同步或晚于反转座子爆发（约2.3 MYA）的时间。与此相反，存在于基因区的常规功能基因则主要起源于16 MYA或更早的全基因组复制事件。因此，这些基因间区新转录本都具有显著的棉属特异性。
这可能是世界上第一个涉及全基因组水平新转录本发现的系统性研究。对这些低转录的基因间转录物的分析，将有助于理解LTR类型转座子在物种形成和多样化过程中可能发挥的生物学作用。
武汉大学高等研究院博士研究生杨闫为该论文的第一作者，朱玉贤院士为该论文的通讯作者，武汉大学生命科学学院王坤教授、吴志国副研究员和博士后温兴鹏也参与了该研究工作。该项研究得到国家自然科学基金、湖北洪山实验室重点基金、全国博士后创新人才支持计划及武汉大学泰康生命医学中心、高等研究院等项目和平台的经费资助。
研究详情请见原文：
Large-scale long terminal repeat insertions produced a significant set of novel transcripts in cotton.
https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-022-2341-8
Journal
Science China Life Sciences