纳米孔全序列分析显示，在小鼠肝细胞中，Nudt21基因的敲低会导致全基因组范围内3′非编码区（3′UTR）的缩短以及转录组的重新编程

《BMC Genomics》：Nanopore full-length sequencing reveals Nudt21 knockdown drives genome-wide 3′UTR shortening and transcriptome reprogramming in mouse hepatocytes

　　

摘要

背景

选择性多聚腺苷酸化（APA）通过在转录后水平生成具有不同3′非翻译区（3′UTR）长度的转录本异构体来精细调节基因表达。Nudix水解酶21（Nudt21）是切割因子Im（CFIm）复合体的核心亚基，是APA的关键调节因子；然而，其在正常肝细胞中的功能仍不明确。本研究旨在阐明Nudt21在正常肝细胞中塑造APA模式和基因表达中的调节作用。

结果

在正常小鼠肝细胞系AML12中敲低了Nudt21的表达，随后使用Nanopore Tail ISO-seq技术进行了全长转录组测序，该技术以单分子分辨率系统地绘制了多聚(A)位点的选择和尾部长度动态。综合分析显示，Nudt21的敲低导致1,386个基因的表达发生差异，并引发了全基因组的APA模式重塑：2,864个基因表现出显著的APA变化，其中2,682个（93.6%）的3′UTR缩短，只有182个（6.4%）的3′UTR延长。3′UTR缩短的基因在与细胞周期、蛋白质运输和降解以及RNA处理相关的通路中显著富集。在同时表现出3′UTR缩短和表达差异的基因中，上调基因和下调基因的数量相似，这表明3′UTR缩短对基因表达具有双向调节作用，同时也表明APA重塑是驱动转录组重编程的重要机制。

结论

本研究首次系统地分析了Nudt21在正常肝细胞中维持3′UTR稳态的作用，证明了它通过APA调节来调控基因表达。这些发现为理解APA失调对肝脏生理和病理的影响提供了宝贵的资源和新的见解。