RNA不仅自身携带基因信息传递给蛋白质,而且通过碱基配对折叠成复杂多样的结构发挥调控功能。随着预测方法和实验技术的发展,对RNA结构的了解越来越清晰。然而,许多物种进化上保守的RNA结构并没有在转录组水平被鉴定,这些RNA结构在翻译过程中的调控功能也尚不清楚。该研究以RNA结构的保守性为核心,分别鉴定了八个物种转录组水平进化上保守的RNA结构,并在酿酒酵母中深入分析了保守RNA结构对翻译过程的调控功能,以及构建了RNA结构综合分析数据库。该研究预测了八个物种的保守RNA结构（Conserved RNA structure,CRS）,并对这些CRS中的碱基共变发生水平进行了鉴定。使用基于结构保守而非序列保守的方法,来预测这些物种转录组水平的CRS。此方法改善了以往由于碱基配对缺乏保守性而导致的CRS发现率较低的缺陷。共变信号的出现能够为RNA结构存在功能提供证据,但如果序列缺乏可观测的共变信号,则不容易判断保守的RNA结构是否具有功能。于是对这些CRS内的共变发生水平进行了检测,结果发现大部分物种的共变力和观测共变碱基水平都较高。此外还对这些CRS和核糖体翻译效率之间的联系进行了分析,发现大部分物种CRS在转录本中的出现与核糖体的翻译效率成正相关。该研究以酿酒酵母为代表,构建了CRS在体内维持水平的度量指标,BDzscore,由此鉴定出体内保守的RNA结构（Conserved RNA structure in vivo,CRSv）。通过比较CRSv和稳定RNA结构在体内的维持水平,发现CRS相比于自由能更低的稳定RNA结构更倾向于在体内存在。CRSv所在的基因大部分都与结合功能相关,这也反映出酿酒酵母的保守RNA结构倾向于在结合功能相关的基因中发挥调控作用。研究还发现CRSv的侧翼序列中稀有密码子发生频率高于其他区域。说明稀有密码子存在与CRSv协同调控翻译过程。尤其是在CRSv的上游序列中,稀有密码子的出现频率显著高于其他区域。这些出现在CRSv前的稀有密码子可能充当了核糖体“减速带”的作用,防止核糖体在局部区域由于移动速率过高而碰上RNA结构导致掉落的风险。CRS内部的稀有密码子相比于侧翼序列更低,说明细胞不倾向于在局部形成翻译过慢区域。CRSv和已知功能的RNA结合域之间具有很高的结构覆盖度。这些RNA结构大量分布于CDS中,且结构十分保守。这里许多CRSv表现出与RNA结合蛋白互作的倾向性,二者可能存在复杂的协同调控功能。此外还分析了CRSv及其侧翼序列的核糖体翻译速率,发现核糖体在CRSv前9nt的位置移动速率更低。这些聚集在CRSv前的核糖体说明了RNA结构在翻译过程中的作用之一是阻碍核糖体移动。该研究通过收集、整理、比较和分析体内RNA结构数据和保守RNA结构,搭建了一个全面的、综合的转录组体内RNA结构分析数据库,RSVdb（https://taolab.nwsuaf.edu.cn/rsvdb/）。RSVdb包含了8个模式生物10项研究178个样本的共计626,225个转录本RNA结构数据。数据库对不同研究、不同方法的数据进行了分析和比较,向用户提供这些研究的RNA结构统计和差异。RSVdb还具备利用体内数据对RNA结构进行约束预测的功能,并且直观的展示了原始结构和具有体内数据约束的RNA结构之间的差异。以上所有的结构统计、预测数据均提供数据和图片的下载。在更新版本中,加入了四大功能:CRS预测、CRS内共变位点分析、G-quadruplex预测和RNA结构异质性解析。这些功能弥补了原本数据库缺乏的RNA结构保守性分析和对体内测序数据的深度利用等,扩展了RSVdb的分析功能。综上,该研究从RNA结构的保守性出发,在转录组水平鉴定了多个物种的保守RNA结构,并对保守RNA结构在体内翻译过程中的作用进行了探讨。最后构建了综合的RNA结构数据库。随着预测方法和实验手段的不断进步,能够以越来越清晰的视角窥探体内翻译过程,原来对翻译过程的调控认知也会随着新技术方法的出现而不断更新完善。