健康人体多组织转录通读全景图谱揭示组织特异性调控新机制

本刊推荐：为解析健康人体组织中转录通读（Transcription Readthrough, TRT）事件的分布规律与功能意义，中国研究团队通过系统分析43种健康组织的2759个RNA-seq样本，首次构建包含75,248个TRT事件的综合数据库（hhrtBase）。该研究揭示TRT在睾丸、甲状腺等组织高度活跃，并发现胃、脾等组织中RT转录本与亲本基因表达比值异常升高（log10(FPKMRT/FPKMGene)接近0），为探索TRT在染色质重塑和基因调控中的生理功能提供关键基准资源。

　　

在基因表达过程中，RNA聚合酶II通常会在基因末端精准终止转录。然而当终止信号被忽略时，会发生一种称为"转录通读"（Transcription Readthrough, TRT）的特殊现象——聚合酶越过基因边界继续转录，产生超长的"通读转录本"（RT transcripts）或"下游基因转录本"（DoG transcripts）。过去十年间，科学家发现病毒感染、热休克或癌症等病理状态下会爆发式产生这类非常规转录本，它们可能通过形成嵌合RNA（chimeric RNA）促进肿瘤发展，或通过干扰染色质三维结构影响基因调控网络。但令人惊讶的是，近期研究表明健康人体组织中也广泛存在TRT现象，这些"生理性通读"是否具有重要功能？它们在正常组织中如何分布？这些问题因缺乏系统性研究始终成谜。

为破解这一难题，吉林农业大学植物保护学院联合衢州市人民医院、电子科技大学长三角研究院的研究团队，在《Scientific Data》发表了突破性研究。团队收集了43种健康人体组织的2759个RNA-seq样本，利用标准化分析流程（FastQC质控→STAR比对→ARTDeco检测）系统鉴定了75,248个TRT事件，对应11,692个基因，构建了全球首个健康组织TRT综合数据库hhrtBase（http://www.hhrtbase.com/）。关键技术包括：1）采用GRCh38.p13基因组和GENCODE v37注释；2）应用链特异性RNA-seq排除反向链基因干扰；3）通过FPKM>1阈值筛选组织特异性表达基因；4）利用BEDTools过滤GTEx非链向数据中的假阳性信号。

数据特征

研究揭示了TRT事件的三大核心规律：
组织分布异质性：睾丸组织TRT事件数量最高（3,012个），甲状腺、胃、脾等12类组织居中（2,000-3,000），而扁桃体、胰腺、左心室等组织则低于1,000个。这种差异可能与样本量或生物学特性相关，但具体机制需深入验证。

表达量级特征：多数组织中RT转录本表达显著低于亲本基因（log₁₀(FPKM_RT/FPKM_Gene)<0），但胃、脾和小肠组织中该比值趋近于0，提示这些组织可能存在独特的TRT功能调控。

结构多样性：RT转录本长度范围跨越三个数量级（2.001 kb-177.5 kb），其中ENSG00000256499基因在主动脉和胫动脉组织中产生超过177 kb的超长转录本，暗示其可能参与特殊染色质域的重塑。

科学价值

该研究颠覆了"TRT仅是病理标志"的传统认知：

1. 基准数据库价值：hhrtBase提供首个健康组织TRT全景图谱（可访问Figshare: 10.6084/m9.figshare.28974116），包含基因定位、序列、表达谱等完整注释，为癌症等疾病研究提供对照基线。
2. 调控机制线索：胃/脾组织中RT与亲本基因表达量相当的现象，提示这些组织可能进化出特殊的终止调控机制，或利用RT转录本参与免疫应答等生理过程。
3. 技术标准化贡献：建立链特异性RNA-seq的分析标准，解决了非链向数据中反义链干扰的行业难题。

正如通讯作者陈曦强调，这项研究将TRT领域焦点从病理状态拓展至生理功能，为探索"为什么健康细胞需要通读转录"这一根本问题打开大门。未来通过对比hhrtBase与癌症数据库（如ChiTaRS 5.0），可精准识别导致癌变的TRT异常事件，为靶向RNA的治疗策略奠定基石。

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注：全文严格依据原始文献，专业术语如FPKM（Fragments Per Kilobase Million）、DoG（Downstream of Gene）、GTEx（Genotype-Tissue Expression）均保留标准缩写；技术流程描述基于Methods与Technical Validation章节；图示嵌入位置严格对应原文描述段落。