動物早期胚胎發育由存儲在卵子中的母源因子（母源mRNA及母源蛋白）主導調控，在母源-合子轉換（maternal-to-zygotic transition， MZT）期間，母源mRNA發生有序的降解，合子基因表達開始激活，逐步完成從母源主導到合子基因主導的過渡。此前研究揭示RNA m5C修飾通過其結合蛋白Ybx1招募Pabpc1a來維持一部分重要母源mRNA的穩定性，從而保證母源-合子轉換正常進行。然而，早期胚胎發育中母源-合子轉換的調控機制仍存在未知。
近日，中國科學院北京基因組研究所楊運桂研究組、清華大學張強鋒研究組，以及中科院動物研究所劉峰研究組合作，在Genome Biology上發表了題為RNA structural dynamics regulate early embryogenesis through controlling transcriptome fate and function的研究論文。
研究團隊通過小分子修飾結合深度測序的icSHAPE（in vivo click selective 2’-hydroxyl acylation and profiling experiment）技術，繪制斑馬魚早期胚胎發育中4堿基分辨率的RNA二級結構圖譜，發現RNA結構在0 h.p.f.（fertilized egg）至6 h.p.f.（shield stage）之間呈現高度動態性。進一步分析發現，RNA結構動態區域富集了包含Elavl1a在內的大量母源-合子轉換調控元件，提示RNA結構的動態變化在母源-合子轉換過程中可能發揮一定作用。
研究通過多組學分析發現，RNA結合蛋白Elavl1a可能以一種RNA結構依賴性的機制進行母源mRNA穩定性的調控。Elavl1a iCLIP數據和icSHAPE數據聯合分析顯示Elavl1a傾向于結合單鏈RNA，體內/體外RNA pulldown、凝膠阻滯實驗（EMSA）也顯示Elavl1a傾向于結合單鏈RNA。利用含有Elavl1a motif的不同結構探針的報告基因實驗證明Elavl1a可通過結構依賴性的方式調控RNA穩定性。此外，基因功能實驗顯示Elavl1a缺失會導致斑馬魚胚胎發育缺陷，表明Elavl1a對早期發育具有重要作用。胚胎發育初期，Elavl1a結合并促進一些重要母源mRNA的穩定性，讓這些母源因子能充分發揮作用；隨著發育的進行，Elavl1a結合位點區域中RNA雙鏈結構逐漸形成并抑制Elavl1a的結合，從而有利于這些母源mRNA的降解。
該研究**繪制了斑馬魚早期胚胎發育中4堿基分辨率的RNA二級結構圖譜，并發現RNA二級結構動態性通過改變Elavl1a對mRNA的結合能力，進而調控母源mRNA穩定性，*終影響斑馬魚母源-合子轉換及早期胚胎發育。此外，該研究在RNA m5C修飾研究的基礎上進一步表明RNA轉錄后調控在胚胎發育中具有重要作用。
