Summary The 3’ untranslated region (3’UTR) plays a crucial role in determining mRNA stability, localisation, translation and degradation. Cap analysis gene expression (CAGE), a method for the detection of capped 5’ ends of mRNAs, additionally reveals a large number of apparently 5’ capped RNAs derived from 3’UTRs. Here we provide the first direct evidence that these 3’UTR-derived RNAs are indeed capped and often more abundant than the corresponding full-length mRNAs. By using a combination of AGO2 enhanced individual nucleotide resolution UV crosslinking and immunoprecipitation (eiCLIP) and CAGE following siRNA knockdowns, we find that these 3’UTR-derived RNAs likely originate from AGO2-mediated cleavage, and most often occur at locations with potential to form RNA-G-quadruplexes and are enriched by RNA-binding protein UPF1. High-resolution imaging and long-read sequencing analysis validates several 3’UTR-derived RNAs, demonstrates their abundance and shows that they tend not to co-localise with the parental mRNAs. We also find that production of 3’UTR-derived RNA could explain the previously reported role of a 3’UTR G-quadruplex in regulating the production of APP protein. Taken together, we provide new insights into the origin and abundance of 3’UTR-derived RNAs, show the utility of CAGE-seq for their quantitative detection, and provide a rich dataset for exploring new biology of a poorly understood new class of RNAs.

Summary Within the scope of FANTOM6 consortium, we perform a large-scale knockdown of 200 long non-coding RNAs (lncRNAs) in human induced pluripotent stem (iPS) cells, and systematically characterize their roles in self-renewal and pluripotency. We find 36 lncRNAs (18%) exhibiting cell growth inhibition From the knockdown of 123 lncRNAs with transcriptome profiling, 36 lncRNAs (29.3%) show molecular phenotypes. Integrating the molecular phenotypes with chromatin-interaction assays further reveals cis - and trans -interacting partners as potential primary targets. Additionally, cell type enrichment analysis identifies lncRNAs associated with pluripotency while the knockdown of LINC02595 , CATG00000090305.1 and RP11-148B6.2 modulates colony formation of iPS cells. We compare our results with previously published fibroblasts phenotyping data and find that 2.9% of the lncRNAs exhibit consistent cell growth phenotype, whereas we observe 58.3% agreement in molecular phenotypes. This highlights molecular phenotyping is more comprehensive in revealing affected pathways.

ABSTRACT Many RNAs associate with chromatin, either directly or indirectly. Several technologies for mapping regions where RNAs interact across the genome have been developed to investigate the function of these RNAs. Obtaining information on the proteins involved in these RNA–chromatin interactions is critical for further analysis. Here, we developed RADIP (RNA and DNA interacting complexes ligated and sequenced (RADICL-seq) with immunoprecipitation), a novel technology that combines RADICL-seq technology with chromatin immunoprecipitation to characterize RNA–chromatin interactions mediated by individual proteins. Building upon the foundational principles of RADICL-seq, RADIP extends its advantages by increasing genomic coverage and unique mapping rate efficiency compared to existing methods. To demonstrate its effectiveness, we applied an anti-H3K27me3 antibody to the RADIP technology and generated libraries from mouse embryonic stem cells (mESCs). We identified a multitude of RNAs, including RNAs from protein-coding genes and non-coding RNAs, that are associated with chromatin via H3K27me3 and that likely facilitate the spread of Polycomb repressive complexes over broad regions of the mammalian genome, thereby affecting gene expression, chromatin structures and pluripotency of mESCs. Our study demonstrates the applicability of RADIP to investigations of the functions of chromatin-associated RNAs. GRAPHICAL ABSTRACT