图1 我国学者成果在国际上引领环形RNA研究前沿
图2 我国学者研发的RNA结构研究新技术RIC-seq实现了对RNA的原位高级结构和互作靶标的精准检测
（Cai et al., Nature, 2020； Cao et al., Nat Protoc, 2021）
图3 我国学者首次证明人Piwi基因的突变致男性不育，并针对性地设计了干预策略 （Gou et al., Cell 2017）
2023年12月19日，国家自然科学基金委员会批准“基因信息传递过程中非编码RNA的调控作用机制”重大研究计划实施结束。该计划于2014年启动，2022年底资助项目结题，累计资助项目105项，其中包括培育项目74项、重点项目21项、集成项目6项、战略研究项目4项。申请项目涉及化学、信息、生命以及医学等学部，资助经费2.2亿元。
遗传信息的产生与传递是所有生命活动调控的基础。遗传信息传递的主要生物大分子包括脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）和蛋白质。经典的遗传学中心法则认为，DNA是遗传物质的载体，蛋白质是生命活动功能的执行者，而RNA（主要为mRNA、tRNA、rRNA）主要作为遗传信息由DNA向蛋白质传递的中间载体。然而，随着人类与多种生物基因组序列的获得与解读，研究人员发现不同物种基因组中包含的蛋白质编码基因数目差别很小，与物种的复杂程度的差异远不相称。以人类基因组为例，其包含的蛋白质编码基因数目仅为2万多个，所对应的碱基数目不足人类基因组DNA总量的2%，其余98％左右均为无蛋白质编码潜能的非编码核酸序列。越来越多的研究表明，这些非编码核酸序列可以转录产生海量的非编码RNA（non-coding RNA），在生命活动调控的各个方面发挥重要作用。因此，研究非编码RNA对理解生命调控的本质不可或缺，是当前生命科学研究的重要前沿热点。
该计划实施中始终遵循“有限目标、稳定支持、集成升华、跨越发展”的总体思路，通过加强顶层设计，不断凝练科学目标，积极促进学科交叉，整合生命科学、信息科学、化学、医学等学科的理论和技术，并将其深度融入非编码RNA的多层次研究中，推动了我国在新型非编码RNA的系统发现、非编码RNA修饰与作用靶标的技术与方法突破，以及非编码RNA的生理和病理生理功能研究等基础前沿领域的跨越式发展，圆满实现了计划的预定科学目标，取得了一系列具有重要国际影响的突破和进展，主要表现在：
一、鉴定了大量新类型非编码RNA，并阐明了其功能和作用机制，确立了我国环形RNA研究的国际领先地位：在该计划资助下，我国学者开发了环形RNA开源工具包CIRCexplorer系列，创建了环形RNA环化鉴定的生化和分子生物学新技术，定义了可变环化类型并确认其普遍存在；通过可翻译的环形RNA双荧光报告系统，系统挖掘了其生成调控的反式作用因子；发现了结构和序列特征新颖的环形RNA，并且在国际上率先发现了环形RNA在整体水平上抑制细胞内免疫反应的新功能和作用机制，以及环形RNA编码蛋白质的新功能；结合CRISPR编辑技术发展了可特异敲低环形RNA但不影响线性RNA的新方法，为进一步在细胞和体内研究这类新分子的功能奠定了基础。本计划支持的研究人员多次受邀在包括Nat Rev Mol Cell Biol（2016/2020）、Trends Cell Biol（2017）、Mol Cell（2018）、Nat Chem Biol（2021）、Cell（2022）、Nat Protoc（2022）、Annual Rev Cell and Dev Biol（2022）等国际学术期刊发表长篇综述与方法学论著，系统阐述环形RNA代谢与功能研究领域的最新前沿进展，并展望了环形RNA在生物医学领域的应用前景，在国际环形RNA研究领域处于领跑地位（图1）。此外，本计划成员还领衔组织国内外专家对环形RNA命名体系发布共识性指南（Nat Cell Biol 2023），组织编写了《Methods for circular RNAs》专著（Methods 2021）。
二、在非编码RNA研究的关键技术方面取得原创性突破，开发了系列非编码RNA研究的新方法：创新性的技术开发，既是未来做出原创性发现的保障，也是产出新概念、新理论的基础。在该计划资助下，我国研究人员在非编码RNA标记、活性监测、新型修饰的鉴定及RNA原位构象方面取得了重要突破。研究人员发展的基于纳米孔测序的环形RNA全长测序和重构算法，将环形RNA检测灵敏度提升了20倍，为环形RNA研究提供了新实验方法和计算工具；基于CRISPR和适配体等平台，开发出了多种活细胞水平的监测工具：例如在活细胞中监测miRNA活性的传感器，成功实现了CRISPR基因编辑体系的细胞特异调控等；建立了RNA原位构象测序新技术，全景式解析了包括非编码RNA在内的各类RNA在体内的作用靶标。以上原创性技术突破为深入解析非编码RNA的结构、修饰和功能奠定了方法学基础，其中多项技术解决了领域内的瓶颈问题，处于国际领先地位。最重要的是，在本计划中培养了一批年富力强的技术开发队伍，为未来我国RNA研究提供坚实支撑。
三、聚焦国家战略需求，系统揭示了非编码RNA的生理学以及病理生理学功能：在该计划资助下，我国科学家系统解答了在精子细胞发育不同阶段，多种非编码RNA以及RNA结合蛋白的重要功能，深入揭示了精子细胞基因表达调控新机制及控制精子形成的分子基础，促进了对雄性生殖规律和男性不育病因的深入认识，为相关男性不育症的精准医疗提供了理论基础和方法策略，实现了在男性精子发生障碍领域的基础研究与临床医学的跨越性突破（图3）；建立了一套整合组学策略，通过分析肝癌中mRNA和lncRNA表达谱，发现了多个参与调控不同生物学过程的肝癌相关lncRNA，以及7个分泌型miRNA组成分类器可作为肝癌早期检测标志物，其敏感性和准确性明显优于目前使用的标志物，获授权国家发明专利3项，并于2022年转让。
在该计划的资助下，研究人员在国际权威期刊发表论文1105篇，第一或第二标注的SCI论文447篇；论文累计影响因子15270.6，单篇平均影响因子为14.0，其中有540篇论文的影响因子大于10。在Cell、Nature、Science正刊发表论文27篇，第一或第二标注8篇，在Nat. Gene.,Nat. Biot.,Nat. Cell Biol.,Nat. Rev. Mol. Cell Biol.等CNS子刊发表论文185篇，第一或第二标注71篇，申请专利123项，其中授权专利76项，已转化17项。荣获众多重要奖项，包括国家自然科学二等奖2项，未来科学大奖（生命科学奖）1项，全国妇幼健康科学技术奖一等奖1项、教育部自然科学奖一等奖1项、省部级自然科学奖一等奖4项、省部级科学技术奖一等奖2项、中国生命科学十大进展1项、谈家桢生命科学创新奖2项、中源协和生命医学创新突破奖2项。
在该计划的支持下，在核糖核酸研究领域培养了一批具有国际水准的优秀科学家。在本计划实施期间，专家指导组成员或项目承担人中有4人当选中国科学院院士。项目承担人中有19人获得国家杰出青年科学基金项目，12人获得优秀青年科学基金项目，12人成为国家“万人计划”科技创新领军人才，3人获“新基石研究员”称号。为我国核糖核酸基础研究领域创新能力的全面提升和可持续发展提供了重要的人才保障。
结束评估专家组认为，该计划的实施极大地提高了我国在非编码RNA领域的研究水平，在新型非编码RNA的发现、调控机制、功能解析以及前沿方法与技术开发等方面均取得了一系列重大成果，使我国非编码RNA研究领域实现了从跟跑并行到跻身世界先进行列的跨越式发展，初步确立了我国在RNA研究领域的国际领先地位。经综合评估专家组讨论投票，认为该重大研究计划全面完成了既定任务，达到了预定科学目标，评估结论为优秀。
该计划指导专家组提出，该计划实施以来我国在非编码RNA研究领域的进步和成绩，展示了本计划的实施对我国在该领域的原始创新能力和国际竞争力的推动作用，更重要的是，该计划实施以来培育了一批跨学科领域的核糖核酸研究中青年队伍。未来我国还需要继续加强核糖核酸科技领域的基础研究，积极做前瞻性布局，建议重点支持基础理论和应用方法的发展，特别是RNA所扮演的生物学角色及基于RNA的疾病诊断治疗策略方面，保持我国在该领域已取得的优势，争取获得更多引领性的重大突破。