由布朗大學領導的一個研究小組編譯出了一份最大型、經最嚴格驗證的果蠅RNA編輯位點列表。該研究生成了關于這一模式生物基礎生物學的一些新見解，研究結果發表在9月29日的《自然結構和分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志上。

這一“主列表”總共包含了3,581個位點，在這些位點ADAR酶可以將RNA分子中的“A”核苷酸換成“G”核苷酸。這樣看似很小的改變意義卻很大，因為它改變了果蠅DNA中的遺傳指令執行的方式，影響了包括正常的神經和性發育在內許多基礎功能。在人類，RNA編輯混亂與肌萎縮性側索硬化癥（ALS）及Acardi-Gutieres病密切相關。

這一新的編輯位點列表因此有可能幫助到數以千計從事“轉錄組”（transcriptome，由DNA轉錄生成的RNA分子）研究的科研人員，為他們提供了有關成千上萬可能發生的編輯改變的可靠信息。

論文的通訊作者、布朗大學分子生物學、細胞生物學和生物化學系生物學教授Robert Reenan說：“果蠅充當了人們研究所有生物體中轉錄組的一種模型。但在RNA編輯研究的早期，這些位點目錄完全是偶然確定的——人們對目的基因進行研究時大概發現一個位點。因此這些位點的數量增長緩慢。”

事實上，早在10年前Reenan就作為共同作者發表了一篇引起一時轟動的Science論文，論文中描述了56個新的RNA編輯位點，是當時整個領域中已知位點數量兩倍還要多。

近期的一些研究工作編寫生成了一些較大的RNA編輯位點目錄，但其中包含許多的錯誤。

為了避免這些錯誤，Reenan和主要作者、研究生Georges St. Laurent及同事們，竭盡全力對1,799個位點進行了驗證。他們與論文的公共資深作者、應用數學教授Charles Lawrence預測了另外1,782個位點，并對這些位點進行了統計學嚴格抽樣驗證。

研究小組估計采用他們的方法，這一包含3,581個直接觀察和預測位點的組合列表準確性達到了87%。

論文的共同作者、博士后研究人員Yiannis Savva 說：“我們驗證的這些位點，對于想在相同條件下完成同樣實驗的任何研究人員來說，位點就應當存在在那。而在其他的論文中，他們只是完成了測序就說有一個編輯位點在那，但當你進行檢測時，會發現它并不存在。”

研究人員利用可靠的Sanger測序方法，對他們利用高通量單分子測序技術已發現的所有候選編輯位點進行了第二次檢測。他們將一個果蠅種群的測序RNA與它們的測序DNA，以及另一個遺傳工程改造使其缺失ADAR編輯酶的果蠅種群的RNA進行了比較。通過比較這些序列，他們看到了不可能是由DNA變異（例如突變或SNP）導致，且不存在于缺乏編輯能力的果蠅體內的A-G改變。

當他們進行驗證時，他們將這些結果輸入到預測算法中。經過多次迭代，計算機模型“學會”了如何做出越來越好的預測。他們最終發現77種不同的變量可幫助他們區分真正的編輯位點和并非編輯位點的核苷酸。

生物學見解

研究人員隨后探討了他們在數據中看到的一些模式的意義，并得出了一些認識。

一是，有相當多的編輯發生在不編碼生成蛋白質的RNA部分。Lawrence說，編輯集中于少數的RNAs，提出了是什么導致了這樣的選擇性的一個問題。

“細胞是如何選擇對哪些RNA進行編輯，而對哪些不進行編輯，是一個有趣問題，”他說。

研究人員發現，發現的編輯位點往往存在更多的選擇性剪接，這意味著機體往往用它的遺傳指令組合不同的“配方”來生成某些蛋白質。

研究人員還發現，編輯最多的RNAs往往較少表達，降低了它們在機體內發揮作用的頻率。

RNA編輯可幫助解釋相比于僅DNA差異所表明的，生物體彼此之間以及自身在不同的時間顯示出還要大得多的差異的原因。

“RNA編輯不僅讓蛋白質組多樣化，也是讓轉錄組多樣化的一種途徑，”Reenan說。