肝癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是全球第五大常见的消化道恶性肿瘤，也是全球第三大致死性癌症。我国肝癌病发率位居全球首位，肝癌已成为严重威胁我国人民健康和生命的疾病。由于肝癌的早期诊断缺乏可靠的生物标志物，肝癌患者通常在肝癌晚期才被诊断，其5年生存率仅为15%。目前肝癌诊断主要依赖于影像学检查或者血液活检中的甲胎蛋白（AFP）标志物等手段。但这些传统方法对于癌变早期存在敏感性低、特异性低等局限性，例如，血液活检中的甲胎蛋白特异性差，且往往到癌症晚期才能检测到其含量升高，可能延误最佳的治疗时机。因此亟需找到一种可用于肝癌诊断及预后的可靠的新型液体活检标志物。 液体活检为一门新型的检测技术，越来越受到关注。目前可以作为无创检测的生物标志物大多数是蛋白质分子和DNA分子，但这些标志物在灵敏度、误诊率和经济成本高等方面的缺陷导致它们很难被普及。RNA分子在细胞中拥有多个拷贝并且存在多种转录调控形态，可以更加准确地反映细胞状态和癌症动态发展过程，而且其检测成本也很低。 过去体液中的RNA标志物研究主要集中在miRNA等小RNA的研究，相对于细胞中大量的长RNA，miRNA的数量要少一个到两个数量级，因此提供的信息也有限。本项目另辟蹊径，通过对大量肝癌患者（HCC）、慢性乙型肝炎患者(CHB)和健康个体(HD)进行血浆中非编码RNA表达谱的高通量测序检测和分析，发现了一种非编码RNA，srpRNA (RN7SL1)，的功能结构域可以稳定存在于血液中，并在区分肝癌患者和阴性对照组时具有良好的敏感度和特异性（约90%）。并且，通过在独立验证集上的实时荧光定量检验（RT-qPCR），该srpRNA (RN7SL1)的功能结构域被证明在 肝癌的诊断及预后方面都具有可靠的临床表现。

项目成果/简介:肝癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是全球第五大常见的消化道恶性肿瘤，也是全球第三大致死性癌症。我国肝癌病发率位居全球首位，肝癌已成为严重威胁我国人民健康和生命的疾病。由于肝癌的早期诊断缺乏可靠的生物标志物，肝癌患者通常在肝癌晚期才被诊断，其5年生存率仅为15%。目前肝癌诊断主要依赖于影像学检查或者血液活检中的甲胎蛋白（AFP）标志物等手段。但这些传统方法对

内含子是基因中不具有编码作用的片段，它会被转录到前体RNA中，但在mRNA加工过程中被剪切掉，而内含子剪切是真核生物mRNA成熟的关键步骤。在酵母中，当RNA聚合酶II(Pol-II)转录到内含子下游45nt时已经有一半的内含子完成了剪切。但高等真核生物，尤其植物中RNA共转录剪切速率，剪切状态和其他RNA加工过程之间的关系又是什么样的呢？为解答这一疑惑，翟继先课题组开展了系列研究分析。

开发了一个高效的捕获RNA结合蛋白双链RNA底物的建库测序技术（irCLASH）以及后续的一整套生物信息学分析方法；首次在转录组水平上系统地绘制了人类ADAR蛋白的内源双链RNA底物图谱；揭示了决定ADAR结合效率和编辑效率的底物特征和ADAR结合长双链RNA的体内模型。       该研究利用irCLASH技术系统构建和分析了人类ADAR1、ADAR2及ADAR3的双链RNA底物图谱，发现与之前根据计算推导的研究设想不同，ADAR具有大量的、长距离的双链RNA底物。该研究发现不完全互补配对的底物与ADAR蛋白也有很好的亲和度，特别是ADAR2家族成员。研究还进一步揭示了决定ADAR结合效率和编辑效率的底物特征。irCLASH测序技术及后续的整套生物信息学分析方法的开发为研究双链RNA结合蛋白的内源底物提供了新的工具。同时，该研究揭示的ADAR与底物相互作用及催化特性为研究人员开发高效的RNA编辑工具提供了资源宝库及改进方向。

本发明的主要目的是提供一种隐藏通信方法，其基本原理是改变字符图形与字符的编码在各种编码标 准规范中已确定的标准映射关系，采用自定义的方法进行字符图形与字符编码的映射，从而使得电子文件 显示出的字符图形与电子文件的编码分别构成显式通信信道和隐藏通信信道，这两种信道可以独立地进行 通信。 基于这种隐藏通信方法的文本数字水印技术有水印容量大、抗攻击性能好、水印难以被去除的优点。 此外，应用该隐藏通信技术制作成的自包含字符图形和编码信息的电子文件，便于现有搜索引擎利用文件 的属性进行搜索，从而增强了对这种电子文件的搜索能力。 本发明包括如下紧密相关的内容： (1)隐藏通信方法以及相关的电子文件。 (2)实现本发明的隐藏通信方法及生成相关电子文件的若干具体实现方法。 (3)两种典型的应用技术。 1.隐藏通信方法以及相关的电子文件 本发明提出一种隐藏通信方法，通过在包含字符的电子文件中添加隐藏信息进行隐藏通信。在这种 电子文件中，对于相同的字符编码，其按照标准编码规范定义的内容构成隐藏信息，按照自定义的字符编 码与图形的映射关系显示出的字符图形内容构成显式信息，从而在利用该电子文件显示出的字符图形

   FTO对人体发育至关重要，FTO酶活功能的紊乱会影响发育和多种疾病的发生，包括肥胖和癌症等。N6-甲基腺嘌呤（m6A）作为mRNA上含量最为丰富的甲基化修饰，是首个被报道的FTO去甲基酶活生理底物。之后陆续报道FTO生理底物还包括mRNA上5’帽端后的N6，2'-O-二甲基化腺嘌呤（cap m6Am），snRNA的m6A和m6Am，tRNA的N1-甲基腺嘌呤（m1A），除此之外还有体外活性底物单链DNA上的N6-甲基脱氧腺嘌呤（6mA）和N3-甲基胸腺嘧啶（3mT）与单链RNA上的N3-甲基尿嘧啶（m3U）。FTO如何识别众多的核酸修饰碱基，是否有催化选择性，如何结合多种RNA，FTO为什么对cap m6Am的活性高于单链RNA上的m6A，及FTO为什么对单链RNA或DNA上的m1A没有活性却对tRNA或茎环结构上的m1A有活性？回答这些FTO的酶催化分子机制有待于蛋白-核酸复合物晶体结构的解析。然而FTO蛋白与核酸底物结合力太弱，致使获得FTO蛋白-核酸复合物晶体结构一直是该领域的挑战和难点。

以光与物质相互作用为例。在发光过程中，一直以来研究者都认为光源只能够与其所处环境的电磁场模式的本征态相互作用，光源的出射强度和频率等辐射特征由光源和这些本征态共同决定。这一观念随着对自发辐射的深入理解而逐渐形成。标志性的认识包括1930年V. Weisskopf and E. Wigner提出自发辐射是激发的电子与真空场相互作用引起的。1946年E. M. Purcell进一步指出自发辐射的速率是由光源和其所处环境的电磁场模式的本征态共同决定。对这一观念的深刻理解使得我们可以通过构建和调控光学模式本征态来控制光与物质相互作用，从而对激光器、单光子源、光子晶体、超构材料等光物理与器件的兴起与发展起到了举足轻重的作用。2012年的诺贝尔物理学奖正是授予了在此基础上发展起来的对单个粒子的量子调控。

哺乳动物基因组的广泛转录产生了大量的非编码RNA，相比于细胞质定位的蛋白编码mRNA，这些非编码RNA如长链非编码RNA（lncRNA）、启动子和增强子关联的不稳定转录本（uaRNA、eRNA）等更倾向于结合染色质参与调控染色质结构、转录和RNA加工等过程。尽管零星报导少数RNA核滞留的现象，但为何大部分lncRNA会滞留于染色质上行使调控功能，仍是个不解之谜。上世纪80年代初，Joan Steitz通过系统性红斑狼疮患者血液抗体分离提取 U1,U2, U4, U5和U6小核糖核蛋白粒子（又称为 snRNP），揭示了它们参与RNA剪接的经典功能。近年来施一公团队系统报导了真核生物剪切体的原子结构和生化功能。然而，一直让人困惑的是，细胞内U1 snRNP的数量为什么比其它剪接相关snRNP高 2-5倍。虽然Gideon Dreyfuss和Phil Sharp等团队曾揭示U1 snRNP调控转录终止和方向的非经典功能，U1 snRNP在细胞中的丰富存在仍然是一个让人困惑的问题。为了探究lncRNA的染色质结合机制，研究者首先建立和运用一套新颖的mutREL-seq方法来高精度筛选调控RNA定位的关键序列，意外发现了U1 snRNP识别位点参与调控候选RNA的染色质滞留。相比于蛋白编码基因，lncRNA转录本含有更多的U1识别位点（同时也是潜在的5’剪接供体位点），而其基因组区域具有更少的3’剪接受体位点。并且U1 snRNP更高水平地结合在lncRNA上。随后，研究者分别使用antisense morpholino oligos（AMO）和auxin-induced degron（AID）诱导蛋白降解系统，来抑制U1 snRNA和核心蛋白组分SNRNP70的功能。研究者发现小鼠胚胎干细胞中近一半的lncRNA受U1 snRNP调控。另外，与转录调控元件关联的不稳定非编码转录本如uaRNA、eRNA等，它们的染色质结合在U1 snRNP抑制后也显著下降。研究者进一步证明了U1 snRNP直接调控成熟lncRNA与染色质的结合，而不是通过影响RNA合成、加工或降解过程的动态变化所产生的间接影响。机制上，研究者鉴定了U1 snRNP在染色质上的互作蛋白，发现U1 snRNP结合特定磷酸化状态的RNA转录聚合酶II（Pol II）。转录抑制明显降低了U1 snRNP及其所调控的非编码RNA与染色质的结合，表明U1 snRNP通过与磷酸化的Pol II互作来介导其互作RNA与染色质的结合。最后，研究者通过以lncRNA Malat1为例，进一步验证了U1 snRNP对其染色质结合的调控作用。去除SNRNP70后，绝大部分Malat1 “核斑”定位信号消失，并弥散在核质及细胞质中。同时，Malat1在活跃表达基因染色质区域的结合信号显著下降，表明U1 snRNP不仅可以将Malat1滞留在染色质上，同时也参与调控后者在染色质上的移动及其与靶基因的结合。综上，研究者提出如下模型（图1）：5’和3’剪接位点在lncRNA上的不对称分布，致使U1 snRNP持续结合在lncRNA转录本上，而不能通过RNA剪接过程释放，从而介导了lncRNA的染色质滞留。磷酸化Pol II进一步介导了lncRNA-U1 snRNP复合体在染色质上的移动（mobilization）。对于大多数低丰度、不稳定的lncRNA，它们只能靶向结合邻近的染色质区域（顺式cis作用）；而对于少数稳定和高丰度的lncRNA，如Malat1，U1 snRNP促进了其迁移和结合更多的靶基因区域（反式trans作用）。图1. U1 snRNP介导非编码RNA染色质结合的模式图。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2105-3

2020年3月8日，中山大学第五医院在bioRxiv上上传了一篇题为Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveal spotential unique drug targeting sites的研究，确定了SARS-CoV-2核糖蛋白N-端RNA结合域的晶体结构。虽然整体结构与其他冠状病毒核N端RNA结合域相似，但它们之间的表面静电电位特征却不同。与轻度病毒类型HCoV-OC43 等效域的进一步比较显示，β-螺旋核心旁边具有独特的潜在RNA 结合槽。结合体外数据，结果提供了SARS-CoV-2N端RNA结合域的几种原子分辨率特征，指导了针对SARS-CoV-2的新型抗病毒剂的设计。

提出一种基于超构表面透镜双焦点辐射的量子点单光子源结构，该结构对位于双焦点上的量子点和其镜像的辐射光子能实现方向可控的准直出射，并能同时实现左右旋偏振态的按需调控。为提高光子的收集效率，在结构背部设置有一面反射镜，反射光子可以等效为量子点镜像发射的光子。实验制备该量子光源的最大挑战在于如何精确地把量子点和其镜像集成在超构表面透镜的双焦点上。王雪华教授团队通过发展超构表面制备技术和前期研究“三高”量子纠缠光子源【Nature Nanotechnology 14，586（2019）】所发展的定位精度达10纳米的荧光成像精确定位技术，实现了量子点和其镜像与超构表面透镜双焦点的精确重合，演示了到目前为此所报道的最小发散角（3.17度）的准直出射，并实现了左、右旋偏振态分离可调且偏振度达88%的按需调控单光子源。该研究工作提供了基于超构表面调控量子光源的新方案，为推进量子光源性能的按需调控和实用化向前迈出了非常重要的一步。