植物lncRNAs生物学方面的关键发现和见解
纽约康奈尔大学博伊斯·汤普森研究所的Andrew D. L. Nelson团队在The Plant Cell上发表了最新研究成果。这篇综述中，作者整合分析了过去25年在植物lncRNAs生物学方面的关键发现和见解。
文章题目
Linking discoveries, mechanisms, and technologies to develop a clearer perspective on plant long non-coding RNAs
第一作者：Kyle Palos
通讯作者：Andrew D L Nelson, Kyle Palos
通讯单位：纽约康奈尔大学博伊斯·汤普森研究所
杂志：The Plant Cell
影响因子：12.085/Q1
文章链接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koad027
研究背景
lncRNAs是真核生物基因组中一个庞大且多样的基因类别，存在于多种调控过程。植物中的功能性lncRNAs对于调节开花到控制侧根形成都发挥着重要作用。然而，过去的研究结果表明，在植物转录组中存在数千种lncRNAs，且其表征远远落后于鉴定，故从干扰中区分真正功能是非常具有挑战性的。
研究意义
在这篇综述中，作者整合了过去数十年在植物lncRNAs生物学方面的关键发现和见解；描述了前基因组学时代的发现如何在随后的几十年里为鉴定和功能表征lncRNAs提供了信息；概述了植物lncRNAs的功能原型，并推测了可能发现更多原型的新研究途径。最后，本文讨论了lncRNAs鉴定和分析中仍然存在的挑战以及创新性的分子和计算方法，这些方法可能更有助于lncRNAs的比较和功能分析。
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▲过去三十年有关植物lncRNAs的重要发现
绿框表示植物lncRNAs功能机制部分描述的发现。蓝框表示在lncRNAs鉴定相关的主要问题部分讨论的结果。橙色方框在历史介绍中讨论过，而黄色方框在综述中没有明确讨论，但将植物lncRNAs发现置于更大的背景中。
RNA测序数据提供了大量的转录证据，需要改进如何从这些数据中识别lncRNAs。传统上来说，鉴定流程根据lncRNAs大小(<200nts)、丰度(通常<1tpm)、与已知基因的相似性(使用rFAM和pFAM)及ORF长度(>100AA)来进行筛选。虽然不够完善，但这种方法有助于识别真核生物中许多功能重要的lncRNAs。
▲用于从RNA测序数据中识别lncRNAs的算法及流程
越来越多用于注释lncRNAs的新算法和计算流程引发了围绕“最佳”识别实践的广泛讨论。目前还存在一些紧迫问题：用户如何确定哪种方法最适合当前的数据处理，以及社区如何比较使用不同方法识别的lncRNAs?一个潜在解决方案是，每个研究小组注释一个新的lncRNA或一组RNA，利用多种方法并取这些方法的交集(即，这些方法的一致预测)。
此外，特别是在缺乏参考基因组的非模型植物系统中注释lncRNA时，需要考虑潜在的物种特异性权衡。可能的解决方案是：1）为基准测试目的开发一个通用测试数据集；2）多个小组协作对现有算法进行基准测试，以比较其性能和准确性。
▲功能性lncRNA原型
APOLO、MARS和COLDWRAP的机制代表了一种调控染色质环形成和调控的共同原型，并与抑制性组蛋白复合物相互作用。随着未来更多的植物lncRNAs被表征，也许大量的lncRNAs将属于这种功能原型。
虽然许多lncRNAs可能影响细胞核中的基因组和转录组，但越来越多的证据表明，其细胞质功能也不尽相同。lncRNAs与其他分子一起在细胞或生物体之间迁移的能力进一步加深了这些未知转录本在植物生物学中亟待发掘的潜力。对于lncRNAs功能探索的可能性无穷无尽，被错误识别的可能性也不低，但所有研究努力都有其价值。
