科技日報(bào)訊 （周玉 樊麗 高惠君）由華南理工大學(xué)與華大基因、丹麥哥本哈根大學(xué)共同合作完成的《切葉蟻等級特異的RNA編輯組》研究成果日前在《自然·通訊》(Nature Communications)上公開發(fā)表。

　　切葉蟻（Acromyrmex echinatior）因能從植物上切下葉子而得名，并對葉片進(jìn)行加工用來種植真菌作為食物。作為一種真社會性昆蟲，切葉蟻具有明確的勞動分工，行為模式可以說已經(jīng)進(jìn)入了“農(nóng)業(yè)社會”。因此切葉蟻具有其他螞蟻不具備的行為模式，是研究行為分化很好的模型。

　　目前認(rèn)為，等級分化主要通過基因差異表達(dá)，DNA甲基化以及組蛋白修飾等分子機(jī)制決定，然而對于基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制的影響卻知之甚少。RNA編輯作為一種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，通過在基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上增加、刪除或取代某些核苷酸，從而使RNA序列不同于其DNA模版。相關(guān)研究表明RNA編輯對于保持神經(jīng)元正常功能，以及調(diào)節(jié)生物行為模式有著重要的作用。本研究不僅首次繪制出了切葉蟻RNA編輯圖譜，而且證明了RNA編輯對于調(diào)控切葉蟻等級間行為的分化具有重要作用，極大地拓寬了對等級分化分子機(jī)制的認(rèn)識，也為真社會性動物的進(jìn)化研究提供了新的思路。

　　研究中，研究人員利用鏈特異性RNA-seq以及DNA重測序技術(shù)，結(jié)合自主研發(fā)流程對切葉蟻不同等級的處蟻后和大、小工蟻進(jìn)行了全面、準(zhǔn)確地檢測，平均獲得了11000個(gè)編輯位點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其準(zhǔn)確度高達(dá)99%。研究人員發(fā)現(xiàn)在切葉蟻中能發(fā)生RNA編輯的基因主要與神經(jīng)信號傳導(dǎo)、節(jié)律調(diào)節(jié)等功能相關(guān)，這暗示著RNA編輯作為一種轉(zhuǎn)錄后修飾，精細(xì)地調(diào)控著切葉蟻腦部的基因表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)等級間的行為差異。通過和其它螞蟻的比較分析，切葉蟻8%—23%的編輯位點(diǎn)在螞蟻中是保守存在的，這些編輯位點(diǎn)可能和螞蟻真社會性的進(jìn)化相關(guān)聯(lián)。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)不同樣品的全基因組RNA編輯模式和等級狀態(tài)明顯相關(guān)，而且還鑒定出了一批等級間顯著差異編輯的位點(diǎn)，首次證明了RNA編輯對于螞蟻行為的等級分化具有關(guān)鍵的調(diào)控作用。

　　據(jù)悉，這是基因組科學(xué)創(chuàng)新班學(xué)子在國際頂級學(xué)術(shù)期刊上以第一作者身份發(fā)表的第三篇文章，也是在《自然》及其系列子刊上以第一作者身份發(fā)表的第二篇文章。自2009年3月“華工—華大”基因組科學(xué)創(chuàng)新班成立以來，創(chuàng)新班同學(xué)在科研上取得豐碩成果，共有58人次分別以第一作者、并列第一作者或署名作者身份在《Nature》《Science》《Cell》《The New England Journal of Medicine》等國際頂尖學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文46篇。