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为探究长链非编码 RNA（lncRNAs）在毕赤酵母（Komagataella phaffii）适应近零生长条件中的作用，研究人员分析其 RNA-Seq 数据。结果识别出 168 个 lncRNAs，36 个与生长速率相关，且其在调控适应中可能有潜在作用，为优化工业生物过程提供参考。
在生命科学的微观世界里，长链非编码 RNA（lncRNAs）宛如神秘的精灵，虽不编码蛋白质，却在众多细胞过程中施展着关键魔法。近年来，随着研究的深入，lncRNAs 在真核生物中的多样作用逐渐崭露头角，在酵母这类单细胞生物的研究中也取得了不少进展。不过，在工业生产中常用的非传统酵母 —— 毕赤酵母（
Komagataella phaffii）里，lncRNAs 却像是被隐藏在迷雾之中，有待进一步探索。
此前，虽有研究尝试对毕赤酵母的 lncRNAs 进行注释，但都存在局限性。比如，Schneider 团队受 RNAseq 数据文库制备方法的限制，对反义 lncRNAs 的注释不够准确；Sun 团队虽标注了较多 lncRNAs 并发现其与碳源相关的调控反应，但相关信息并不全面。同时，细胞在适应如近零生长这般的极端环境时，lncRNAs 是否参与其中、发挥何种作用，这些问题都悬而未决。正是在这样的背景下，为了揭开毕赤酵母中 lncRNAs 的神秘面纱，探索它们在细胞应对近零生长环境时的潜在作用，研究人员踏上了这场充满挑战的科研之旅。
研究人员利用从毕赤酵母葡萄糖限制恒化器培养实验中获得的 RNA-Seq 数据，开展了一系列深入研究。该研究成果发表在《Computational and Structural Biotechnology Journal》上，为我们理解毕赤酵母的生长调控机制带来了新曙光。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，对 RNA-Seq 数据进行预处理，去除低质量碱基和污染的接头序列。接着，利用 STAR 软件将处理后的序列比对到 CBS7435 参考基因组，并使用 StringTie 进行转录组组装。之后，通过 FEELnc、RNASamba 等多种工具对转录本进行筛选和分类，以识别 lncRNAs。同时，借助 DESeq2 进行差异基因表达分析，还利用 Mfuzz 和 MPLNclust 等方法对基因进行聚类分析，探究基因间的关系 。
下面让我们详细看看研究的具体成果：
- 长链非编码 RNA 的识别：研究人员开发了一套针对毕赤酵母的 lncRNA 注释流程，从不同生长速率下的 RNA-Seq 数据中识别出 168 个 lncRNAs，其中 13 个为多外显子 lncRNA。这些 lncRNAs 在基因组中广泛分布，且具有与编码基因相似的 GC 含量和长度，但表达水平较低。
- lncRNA 表达与生长速率的关系：通过主成分分析和层次聚类分析发现，生长速率是影响 lncRNA 表达差异的主要因素。在 168 个 lncRNA 基因中，有 36 个表现出显著的生长速率依赖性表达变化。随着细胞生长速率的减慢，差异表达的 lncRNAs 数量增多。
- lncRNA 的功能预测：研究人员通过聚类分析发现，lncRNAs 与参与多种细胞过程的基因共表达，暗示其在这些过程中的潜在作用。对于顺式（cis）作用的 lncRNAs，通过分析其与邻近基因的表达相关性，发现部分 lncRNAs 与邻近基因表达呈正相关或负相关 。对于反式（trans）作用的 lncRNAs，利用 Triplexator 预测其与编码基因形成 RNA-DNA 三链体（triplex）的潜在相互作用，发现许多 lncRNAs 可能通过这种方式调控编码基因的表达。
在讨论部分，研究人员对发现的 lncRNAs 特征进行了深入探讨。与其他酵母的 lncRNAs 相比，毕赤酵母的 lncRNAs 在 GC 含量、长度和表达水平上有其独特之处。同时，与之前研究报道的 lncRNAs 重叠较少，这可能与实验条件、测序技术和参考注释的差异有关。
从功能角度来看，研究发现一些 lncRNAs 与甲醇利用、细胞周期调控、脂质代谢等过程相关基因邻近或相互作用，暗示它们在这些过程中发挥着潜在的调控作用。例如，MSTRG.3443 与AGP2-2基因反义，且二者表达呈负相关，推测其可能参与调控转运蛋白基因的表达，影响细胞的代谢重编程。
总的来说，这项研究在毕赤酵母 lncRNAs 的探索上取得了重要突破。不仅识别出大量 lncRNAs 并揭示了它们与生长速率的紧密联系，还为理解 lncRNAs 在毕赤酵母应对近零生长等挑战性环境中的作用提供了关键线索。这一成果有助于我们进一步阐明非传统酵母的基因表达调控机制，为优化工业生物过程、提高生产效率奠定了理论基础，也为后续深入研究 lncRNAs 在其他生物中的功能提供了有价值的参考。
