近日，南方科技大学生命科学学院翟继先教授课题组与合作者在 Nature Communications 在线发表题为“Pan-organ poly(A) atlas reveals a post-transcriptional regulatory layer independent of RNA abundance”的研究论文，基于团队前期开发的 FLEP-seq2 纳米孔全长测序技术，构建了覆盖小鼠 18 个器官的 poly(A) 尾全长 RNA 图谱，共获得约 4.22 亿条全长转录本，实现了对每个样本平均超过 7,000 个基因的单分子分辨率测序，是目前最系统的哺乳动物多器官 poly(A) 图谱之一。

图1.18个小鼠器官poly(A)尾长度总体分布及基因poly(A)尾长中位数比较

mRNA 3’端的 poly(A) 尾是真核生物中最经典的转录后修饰之一，在调控 mRNA 稳定性、翻译效率及降解过程中发挥核心作用。尽管已有研究揭示了 poly(A) 尾在个别细胞类型或组织中的动态变化，但在整体生理条件下，不同组织之间 poly(A) 尾调控是否具有系统性规律，仍缺乏全面而高分辨率的研究。

研究团队首先系统描绘了小鼠不同器官中 poly(A) 尾长度的整体分布景观。结果显示，各器官之间存在极大的异质性：大部分体细胞器官（如脾脏、心脏等）的总体 reads 尾长峰值集中在 60 nt 左右，而胰腺的群体尾长分布呈现约 45 nt 的极短尾峰。与之形成鲜明对比的是，睾丸和精子等生殖器官展现出约 160–180 nt 的超长尾峰，提示不同生理系统中poly(A)尾长调控策略存在显著差异。在异构体（isoform）层面上，同种异构体的 poly(A) 尾在不同器官中也会经历复杂的定制化重塑，表明其调控并非固定，而是受到器官特异性环境的动态塑造。

为了探索这些变化是否具有系统性规律，研究团队构建了异构体跨器官 poly(A) 尾动态的相似性矩阵并进行聚类分析，成功鉴定出 10 个具有高度功能一致性的 poly(A) 协同调控模块。功能富集分析显示，这些模块往往对应特定生物学过程，例如蛋白质翻译、线粒体能量代谢以及氧化还原调控等，提示 poly(A) 尾长度的协同调控能够反映基因功能之间的内在联系。值得注意的是，包含血红蛋白和线粒体编码基因的特定模块（Module 10）在大多数器官中保持极短且均一的尾长，但其中的血红蛋白编码基因在脾脏和骨髓等造血器官中却表现出显著的尾部加长与高异质性，凸显了特定器官环境下的功能适配。

图2. 跨器官 poly(A) 尾动态鉴定的poly(A) 协同调控模块

值得注意的是，这些基于 poly(A) 尾特征划分的功能模块，与传统基于基因表达量得到的分组之间几乎不存在重叠。通过系统比较两种分层方式，发现二者在统计意义上基本独立，说明 poly(A) 尾调控并不是转录水平变化的简单延伸，而是构成了一个相对独立的调控维度。

研究团队构建了交互式的小鼠 Poly(A) 尾图谱在线数据库（https://zhailab.bio.sustech.edu.cn/mouse_atlas），支持按基因或异构体一键查询多器官的 poly(A) 尾长及表达特征，并集成了 IGV 可视化工具，实现了单分子层面测序 reads 与 poly(A) 尾长度的直观可视化展示，为小鼠 poly(A)研究提供了重要资源平台。

图3. 小鼠 Poly(A) 尾图谱数据库

综上，该研究首次在整体动物水平系统刻画了 poly(A) 尾长度的调控图谱，揭示其在不同器官中的显著差异及其与基因功能之间的紧密联系。研究结果表明，poly(A) 尾长度动态构成了区别于转录水平的独立调控层，为理解转录组功能组织提供了新的视角，也为未来整合多组学信息解析基因调控机制奠定了基础。

南方科技大学博士生雷华婕、研究副教授龙艳萍，南方医科大学深圳医院吴莎莎博士，深圳第三人民医院王鑫副研究员及彭园征博士为该论文共同第一作者。翟继先、南方医科大学深圳医院李妍教授、深圳第三人民医院张政教授与付迎欣医生为该论文的共同通讯作者。南方科技大学为论文第一单位。南方科技大学陆文琴研究助理教授、束艺博士及硕士生邹梦云参与了研究工作。该工作得到了香港浸会大学夏亦荠教授，深圳大学李思思教授，深圳大学总医院高玉洁医生、附属华南医院朱红岩医生，深圳市人民医院任莉莉医生，东北师范大学刘智剑研究员的支持。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、深圳市科技计划等多个项目的资助，并在计算和存储资源方面得到了南方科技大学科学与工程计算中心的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-71703-6

供稿：生命科学学院

通讯员：李沐涵

主图：丘妍

编辑：曾昱雯