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香港中文大學（中大）生命科學學院副教授陳廷峰教授領導的研究團隊開發了一種新RNA計算方法LAFITE （Low-abundance Aware Full-length Isoform clusTEr），成功在肺腺癌細胞系中識別出數千個現有技術無法捕獲的低豐度全長 RNA 轉錄本，並從肺腺癌驅動基因中，識別出一種與促進癌細胞轉移、患者存活率相關的稀有RNA轉錄本亞型，有助科學界了解肺癌形成、轉移和進展的潛在機制。詳情已發表於國際權威期刊《Advanced Science》。

低豐度RNA轉錄本是什麼？

生物體中的不同組織會共享相同的基因組，但它們在轉錄組（由不同表達水平的RNA轉錄本組成）方面存在顯著差異。過往研究表明，大多數轉錄本的表達處於低水平（即低豐度），但它們在各種生物過程中具重要調節作用，包括代謝過程和癌症形成等。

現有RNA測序技術的限制

RNA測序是一種廣泛應用於生物學和臨床研究的短讀測序技術，方法是將RNA分子打碎後大量複製，再排序重組成更大的轉錄本。然而，它會傾向大量複製活躍的短RNA轉錄本令其易於捕獲，結果低豐度的全長 RNA轉錄本因數量比例變小而難以捕獲，因此RNA測序不擅於識別低豐度的全長轉錄本。

高等真核生物如人類的基因都存在轉錄本亞型，透過RNA剪接技術，可從同一基因產生多種轉錄本亞型。RNA測序的另一限制是無法檢測單個轉錄本亞型，所以過往科學家大多研究轉錄組的基因水平，而非轉錄本水平，令大量低豐度的轉錄本未被發現。

雖然第三代測序技術「Oxford Nanopore Technologies」可以捕獲天然 RNA 轉錄本，在識別低豐度的全長RNA轉錄本方面較為優勝，然而其產生的Nanopore DRS數據雜亂、內在錯誤多，容易影響數據的準確性。

LAFITE—高靈敏度的新方法

因此，陳廷峰教授的團隊開發了 LAFITE，一個充分運用Nanopore DRS數據進行轉錄本測序的新計算方法。它對低豐度的RNA 轉錄本具高靈敏度，可捕獲全長轉錄本，與同類計算方法相比，表現更為優秀。

肺腺癌多年來是香港癌症死亡個案的主要原因之一。根據美國國家癌症研究所的報告，肺腺癌患者的五年生存率明顯低於其他主要癌症類型。雖然肺腺癌的發病成因複雜，但很多研究表明，RNA轉錄組的變動對癌症的發展有明顯影響。

團隊利用 LAFITE 研究了四種肺腺癌細胞系的Nanopore DRS 數據，成功從癌驅動基因AKT1中識別出一個新型低豐度的全長 RNA 轉錄本亞型，並證明它與促進癌細胞轉移和患者存活率有關。

具潛力應用於研究其他癌症

另外，團隊從肺腺癌細胞系中識別出數千個未被發現的低豐度轉錄本，為肺腺癌研究提供更完整的全長RNA轉錄組，有助科學界了解與肺癌形成、轉移和進展相關的潛在機制。新技術更有望應用於研究其他癌症，如結直腸癌，以及癌細胞的耐藥性，促進藥物研發。

陳廷峰教授表示﹕「如能對單個基因的所有轉錄本亞型進行全面研究，將有助了解其在生物學的功能。LAFITE能識別高及低表達水平的轉錄本，為科學界提供了評估基因功能的新方案，亦證明了從轉錄本水平層面研究轉錄組學的重要性。」

論文全文﹕https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202203480

鳴謝

是項研究獲香港研究資助局卓越領域計劃（AoE/M-403/16）和合作研究基金（C4057-18EF）支持開展。