陳俊安_2018_elife

陳俊安老師為本會會員及現任理事，任職於中央研究院分子生物研究所 ，其研究專注於ncRNA 在脊髓發育及神經元前驅細胞建立的角色、ncRNA 如何確立運動神經元的分化過程及亞型的建立、利用胚胎幹細胞及誘導性多潛能幹細胞（ Induced pluripotent stem cells，iPS cells） 分化技術來研究運動神經元退化性疾病的致病機轉，如「 脊髓性肌肉萎縮症」（ spinal muscular atrophy） 及「 肌萎縮性側索硬化症」（ amyotrophic lateral sclerosis）等。陳老師實驗室研究成果〈Dlk1-Dio3 locus-derived LncRNAs perpetuate postmitotic motor neuron cell fate and subtype identity〉獲載於《elife》感謝老師跟我們分享成果如下:

近年來的研究顯示，人類完整轉錄體（transcriptome）裡至少含有超過一半以上是屬於非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA），他們不像大家熟知的信使RNA（mRNA）會被轉錄成有功能性的蛋白質，而是直接以RNA的形式去執行其任務。先前的研究文獻指出，這些ncRNA在發育的過程中會大量的在神經系統中表現，但其功能仍然隱晦不明。因此，我們藉由體外培養的方式在實驗室裡將小鼠胚胎幹細胞大量分化成運動神經元後，近一步執行次世代定序的實驗來鑑定出運動神經元特異性表現的長鏈型非編碼核糖核酸(long non-coding RNAs)。在這個分化的過程中，我們發現在哺乳動物的基因組中，一個稱為Dlk1-Dio3的銘印基因群（imprinting genes）會從母源染色體產生一群長鏈型非編碼核糖核酸(long non-coding RNAs, lncRNAs)，其中一個最廣為探討的長鏈非編碼核糖核酸為Meg3（又名Gtl2）會在成熟的運動神經元中大量表現。雖然這個銘印基因群組在幹細胞及腫瘤細胞的研究領域裡已經很常被探討，但是對於它們在神經發育的過程中卻還未被深入的探討研究。我們的研究發現，Meg3跟其他來自於Dlk1-Dio3銘印基因群的長鏈非編碼核糖核酸可以協同組蛋白甲基轉移酶（Ezh2/Jarid2）的活性作用，當這群長鏈非編碼核糖核酸被移除時，對於它們所催化的H3K27me3組蛋白修飾也會跟著活性下降，導致於神經先驅細胞基因及尾部端表現之Hox基因 (Hox8)在運動神經元中異常表現。我們實驗室目前的實驗結果顯示這些長鏈非編碼核糖核酸，尤其是Meg3，在維持運動神經元細胞命運的過程中，無論是抑制先驅細胞基因的表現使成熟運動神經元細胞能夠正常表現，或是決定運動神經元亞型的細胞特性都扮演著極重要的角色。lncRNA如何參與胚胎發育相關基因的調控一直是生命科學界非常感興趣的課題。我們冀望這項研究將有助於未來對於lncRNA 以及神經發育的研究提供一個新的藍圖與契機。

The Full article is available at https://elifesciences.org/articles/38080

Dr.Jun-An Chen’s lab at http://www.imb.sinica.edu.tw/~jachen/