編輯丨王多魚

排版丨水成文

RNA不僅是遺傳信息傳遞的中間載體，更通過與 RNA 結(jié)合蛋白（RBP）及其他 RNA 分子之間形成廣泛而精細(xì)的相互作用網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了細(xì)胞內(nèi)高度復(fù)雜的 RNA 調(diào)控機(jī)器，在基因表達(dá)各層級發(fā)揮核心作用。然而，RNA-RNA 和 RNA-RBP 互作具有高度動態(tài)性、條件依賴性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，其系統(tǒng)解析長期受到實(shí)驗(yàn)噪聲高、數(shù)據(jù)異質(zhì)性強(qiáng)以及技術(shù)平臺差異顯著等因素的制約。

近年來，盡管 CLIP-seq 和 RNA 互作組（interactome）測序技術(shù)的快速發(fā)展為全轉(zhuǎn)錄組尺度解析 RNA 互作網(wǎng)絡(luò)提供了新方法，但不同實(shí)驗(yàn)策略產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在信號特征和解析邏輯上存在較大差異，同時(shí)測序結(jié)果中普遍包含大量背景噪聲和假陽性信號，嚴(yán)重制約了真實(shí)互作事件的準(zhǔn)確識別與功能挖掘。

2026 年 5 月 25 日，中山大學(xué)的楊建華/李斌/屈良鵠團(tuán)隊(duì)聯(lián)合希望之城國家醫(yī)療中心陳建軍教授團(tuán)隊(duì)（周克任博士、黃鈞鴻博士、劉樹榕副教授、鄭武健博士、劉順研究員為論文共同第一作者）在NatureMethods 期刊發(fā)表了題為：An encyclopedic regulatory and functional atlas of RNA interactomes 的研究論文。

該研究開發(fā)了rbsSeeker和rriScan等系列計(jì)算機(jī)算法，系統(tǒng)整合并分析了數(shù)千個(gè)互作組測序數(shù)據(jù)集，鑒定了大規(guī)模高置信度 RBP 結(jié)合位點(diǎn)與 RNA 互相關(guān)系，并將相關(guān)結(jié)果全面整合至 ENCORI 平臺 （https://rnasysu.com/encori/），系統(tǒng)解析了 RBP 結(jié)合特征和 RNA-RNA 互作調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為深入理解 RNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)及其生物學(xué)功能提供了新方法、新資源和新平臺。

該研究針對 RNA 互作識別中背景噪音高、數(shù)據(jù)異質(zhì)性大和系統(tǒng)整合不足等關(guān)鍵挑戰(zhàn)，開發(fā)了基于統(tǒng)一的泊松與二項(xiàng)分布統(tǒng)計(jì)框架的 rbsSeeker，對多種 CLIP-seq 數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，在單堿基交聯(lián)位點(diǎn)和結(jié)合峰層面實(shí)現(xiàn)高精度識別；系統(tǒng)基準(zhǔn)測試（benchmark）顯示，其在 RBP 結(jié)合基序（motif）富集度、結(jié)合位點(diǎn)密度、跨重復(fù)一致性、結(jié)合區(qū)域偏好性等方面均優(yōu)于目前多種主流方法。

為系統(tǒng)解析 RNA 之間復(fù)雜的相互作用，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了基于統(tǒng)一罰分策略的 RNA-RNA 互作分析軟件 rriScan，可對 PARIS、RIC-seq 和 LIGR-seq 等多種高通量 RNA 互作組測序數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一、高精度分析，并構(gòu)建高置信的互作調(diào)控。研究以經(jīng)典的 snoRNA-rRNA 互作為基準(zhǔn)，在與隨機(jī)模型及現(xiàn)有資源的比較中顯著富集已知真實(shí)互作事件，并在 ROC 分析中 AUC 達(dá)到 0.943，體現(xiàn)出高靈敏度與高特異性。這些結(jié)果表明，rriScan 為 RNA-RNA 互作網(wǎng)絡(luò)研究提供了可靠而高效的分析框架。

圖1. 開發(fā)新算法和新平臺構(gòu)建RNA互作組百科全書

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)利用 rbsSeeker 和 rriScan 系統(tǒng)分析了超過 2675 套公開 CLIP-seq 數(shù)據(jù)以及多種 RNA 互作組學(xué)數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步開發(fā)了 TDMDScore 和 RBP-MotifScan 及 Pathway 等分析工具，共同構(gòu)建了 ENCORI 平臺（圖1）。ENCORI 可系統(tǒng)解析 RNA-RNA 互作、miRNA 靶向降解以及 RBP 識別序列特征等關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制。同時(shí)，ENCORI 整合了泛癌（Pan-Cancer）數(shù)據(jù)、shRNA-RBP 篩選數(shù)據(jù)及 degradome-seq 降解組數(shù)據(jù)，并提供 API 接口與可視化分析功能。研究人員可以通過 ENCORI 方便地探索 RNA 互作網(wǎng)絡(luò)、RNA 結(jié)合蛋白識別序列特征，以及 RNA 在腫瘤和遺傳疾病中的潛在調(diào)控機(jī)制（圖2）。

圖2. 人類RNA結(jié)合蛋白的各種結(jié)合特性

此外，研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ENCORI 鑒定的各種互作關(guān)系，取得了一系列重要生物學(xué)發(fā)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了 CPSF6 是一種新的 m6A 相關(guān)蛋白，參與 RNA 穩(wěn)定性調(diào)控；首次揭示“孤兒” snoRNA—SNORA49 能夠直接結(jié)合 28S rRNA 并指導(dǎo)其假尿苷修飾（圖3）；同時(shí)構(gòu)建了新的 TDMDScore 模型，系統(tǒng)識別了大量靶標(biāo)介導(dǎo)的 miRNA 降解（TDMD）事件，為理解 miRNA 穩(wěn)定性調(diào)控提供了新的理論依據(jù)。這些成果表明，ENCORI 不僅是 RNA 互作數(shù)據(jù)資源平臺，更是推動 RNA 功能與機(jī)制研究的重要研究基礎(chǔ)設(shè)施。

圖3. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證SNORA49能夠直接結(jié)合28S rRNA并指導(dǎo)其假尿苷修飾

綜上所述，這項(xiàng)研究工作自主開發(fā)了多個(gè)計(jì)算機(jī)算法工具，在統(tǒng)一框架下對海量互作組數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，構(gòu)建新一代 RNA 互作組分析平臺 ENCORI，為研究非編碼 RNA、mRNA 及 RNA 結(jié)合蛋白在生命活動和疾病發(fā)生中的調(diào)控作用與分子機(jī)制提供了一個(gè)全面、開放且高效的平臺。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41592-026-03105-x