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我科学家首次发现苹果中具有核酶活性的环状RNA

近日,中国农业科学院植物保护研究所研究员李世防与中国科技大学吴庆发教授的研究团队合作,在世界上首次发现苹果中存在核酶活性环状核糖核酸。

20世纪80年代,在研究苹果上的一种严重病害苹果锈病时,中国农业科学院兴城水果研究所果树病毒专家刘福昌和日本果树病毒专家金泽彰(Akira Kanazawa)都从苹果中分离出一种特殊的环状核糖核酸。然而,由于检测和分析技术的限制,它一直无法揭示其真实面目。

2012年,在一次国际会议上,李世防遇到了擅长生物信息学研究的吴庆发,并决定共同探索苹果中圆形核糖核酸的真正特征。

研究小组采用了高通量测序(NGS)技术与生物信息学分析相结合的策略。他们重新编译了PFOR2程序,其运行速度比PFOR高3~8倍,从而能够处理通过高通量测序获得的大量数据。经过几个月的摸索和反复验证,对含有环状核糖核酸的苹果锈病果实样品进行高通量测序,最终获得了环状核糖核酸的完整序列。

序列分析发现环状核糖核酸由434个核苷酸组成,是一种前所未有的新环状核糖核酸。自中国发布报告以来,来自美国、意大利和其他国家的研究人员的测试结果也为此提供了强有力的证据。有趣的是,生化实验表明环状核糖核酸的正链和负链都具有核酶活性,并能进行自我切割。这项研究为今后从植物和动物中发现更多的环状核糖核酸提供了新的思路和技术手段。