由长非编码RNA CHASERR翻译产生的TGCB微蛋白的发现

《Biochimie》：Discovery of the TGCB microprotein translated from the lncRNA CHASERR

　　**CHASERR** 含有一个翻译自保守小开放阅读框（smORF）的编码序列。- 来自47个数据集的核糖体测序分析支持 TGCB 微型蛋白的活跃翻译。- TGCB 微型蛋白展现出部分结构化的 α-螺旋微型结构域架构。- 已知的致病性 *CHASERR* 缺失突变会移除完整的 TGCB 编码序列。## 引言*CHASERR* 是一个相对保守的反式调控型长链非编码 RNA（lncRNA），位于 *CHD2* 基因上游，在该基因座位上作为关键的剂量调控因子发挥作用。*CHASERR* 与 *CHD2* 在小鼠和人类各组织中的表达高度协调，机制研究表明 *CHASERR* 严格以顺式方式抑制 *CHD2* 的表达输出[1]。这种调控机制的破坏会导致 Chd2 mRNA 和蛋白水平的显著升高，并带来严重的生物学后果：纯合 *Chaserr* 缺失导致出生后早期致死，杂合缺陷则导致小鼠出现明显的生长障碍，凸显了这一调控对发育的敏感性[1]。近期报道的三名无关儿童病例突出了这一通路的临床意义，这些儿童均表现为早发性神经发育迟缓和脑病，由涵盖 *CHASERR* 的杂合新发缺失突变引起[2]。尽管缺失突变大小不同（分别为22 kb、8.4 kb 和 25 kb），但它们均移除了至少 *CHASERR* 的启动子和前三个外显子。来自其中两位患者的诱导多能干细胞（iPSCs）显示出 CHD2 蛋白水平显著升高，与性别匹配的对照组相比具有统计学差异，提供了有力的临床证据，与小鼠模型的结果一致，表明 *CHASERR* 单倍体不足会导致 *CHD2* 过表达[2]。在本研究中，我们综合利用了批量和单细胞转录组学、核糖体测序（Ribo-seq）、比较基因组学、结构预测、细胞定位以及公共蛋白质组学数据，证明 *CHASERR* 并非严格意义上的非编码 RNA，而是编码一个由第一外显子中 smORF 翻译产生的保守的41个氨基酸的微型蛋白 TGCB。这一发现将 *CHASERR* 纳入日益扩展的双功能转录本类别。重要的是，TGCB 的存在引入了一个此前未被认识的分子成分，位于 *CHASERR*–*CHD2* 基因座位上——该成分可能有助于解释携带该区域缺失突变的个体所观察到的剂量敏感性和神经发育表型。通过揭示这一额外的调控复杂性层面，我们的发现拓展了概念框架，并为 *CHD2* 相关神经发育障碍的机制研究和临床探索开辟了新途径。## 章节摘要### GTEx 和 CELLxGENE 表达分析*CHASERR* 的中位组织水平表达值取自 GTEx[26] v10 版本（RNA-SeQC 版本 2.4.2）。中位 TPM 矩阵被导入 R 并经过基因注释筛选，以提取各组织中 *CHASERR* 的表达值。表达值被重塑为长格式并排名，以生成全基因组表达谱。为评估共表达模式，计算了 *CHASERR* 与其他所有 GTEx 注释基因在各组织中的 Spearman 相关系数。相关性### 结果与讨论为全面了解 *CHASERR* 在人体各组织中的表达情况，我们分析了 GTEx v10 并量化了其中位表达水平。*CHASERR* 在中央和周围神经系统组织中表达最高，其次是卵巢、肺、甲状腺和动脉结构（图 1A）。跨所有 GTEx 组织的 *CHASERR* 基因相关性分析识别出 *CHD2* 是最强的相关基因之一（ρ? = 0.80），与两者之间已知的调控关系完全一致。### 结论本研究鉴定出 TGCB，一种此前未被表征的41个氨基酸微型蛋白，由 lncRNA *CHASERR* 中的 smORF 编码。通过整合转录组学分析、具有读框分辨翻译周期性的核糖体测序、进化保守性、公共蛋白质组学证据以及实验性亚细胞定位，我们提供了支持这一非经典编码序列翻译的多重证据。这些发现拓展了 *CHASERR* 基因座位的分子注释。### CRediT 作者贡献声明**杨晓春：** 撰写——审阅与编辑，验证。**Bernardo Bonilauri：** 撰写——审阅与编辑，撰写——原稿，可视化，验证，监督，资源，项目管理，方法学，调查研究，形式化分析，数据管理，概念化。### 利益冲突声明作者声明不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。### 资助本研究未获得公共、商业或非营利部门任何资助机构的专门资助。机构支持及研究基础设施由**斯坦福大学医学院**提供。### 利益冲突声明? 作者声明不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。Bernardo Bonilauri | 杨晓春