由加州大學里弗賽德分校的生物醫(yī)學科學家領導的團隊開發(fā)了一種新的RNA測序方法“通過克服RNA修飾終止測序的全景RNA顯示”或PANDORA-seq-可幫助發(fā)現(xiàn)許多修飾的小分子以前無法檢測到的RNA。

RNA在解碼DNA的遺傳信息以維持生物體的生命中起著核心作用。 通常被稱為用于從DNA合成蛋白質(zhì)的中間分子。 細胞充滿了復雜而多樣形式的RNA分子，兩種主要類型是核糖體RNA或rRNA。 并轉移RNA或tRNA； 它們參與蛋白質(zhì)的合成。

小RNA在包括癌癥，糖尿病，神經(jīng)系統(tǒng)疾病和不育癥在內(nèi)的健康和疾病中起著至關重要的作用。 小RNA的例子是microRNA； piwi相互作用RNA，或piRNA； 以及源自tRNA的小RNA或tsRNA。 小RNA可以被化學基團修飾，從而獲得新功能。

高通量RNA測序技術的發(fā)展（可用于檢查生物樣品中RNA的數(shù)量和序列），發(fā)現(xiàn)了不斷擴大的小RNA種群，這些種群可微調(diào)基因表達并保護基因組。

UCR醫(yī)學院的生物醫(yī)學科學助理教授Qi Chen表示：“ PANDORA-seq可廣泛用于在各種生理和疾病條件下描繪小RNA的概況，以促進發(fā)現(xiàn)與這些條件有關的關鍵調(diào)控小RNA的發(fā)現(xiàn)?！?領導了今天發(fā)表在《自然細胞生物學》上的這項研究。 “修飾的小RNA帶有'隱形斗篷'，可防止其被傳統(tǒng)的RNA測序方法檢測到。其中有多少個此類修飾的RNA？其序列的起源是什么？它們的生物學功能究竟是什么？這些都是問題。 PANDORA-seq也許可以回答?！?/strong>

PANDORA-seq采用逐步酶處理以去除關鍵的RNA修飾，然后去除修飾的小RNA使用的隱形斗篷。

內(nèi)華達大學里諾醫(yī)學院的生物信息學家，該研究的同時通訊作者周彤說：“ PANDORA-seq已經(jīng)打開了Pandora的小RNA盒子?！?“我們現(xiàn)在可以在RNA舞廳與這些曾經(jīng)無形的伙伴共舞?！?/span>

根據(jù)Chen的說法，PANDORA-seq揭示了一個令人驚訝的小RNA格局，該格局主要由tsRNA和rRNA衍生的小RNA或rsRNA而不是microRNA所主導，而先前被認為在許多哺乳動物組織和細胞中占主導地位。

“通過PANDORA-seq，我們發(fā)現(xiàn)當將體細胞重新編程為誘導性多能干細胞時，microRNA / tsRNA / rsRNA動力學是前所未有的，該多能干細胞是由成年細胞產(chǎn)生的，并且具有與胚胎干細胞相似的特性，從而能夠分化為所有干細胞。 UCR的生物化學助理教授，論文的同時通訊作者Sihem Cheloufi說。 某些tsRNA和rsRNA可以影響蛋白質(zhì)合成，甚至影響胚胎干細胞在胚胎干細胞中的分化。”

Chen解釋說，目前對哺乳動物中小分子RNA的研究最深入的一類是microRNA，它們在哺乳動物的體細胞中含量很高，可以控制細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量。 和piRNA，主要在睪丸中表達并調(diào)節(jié)生殖細胞的發(fā)育。

他說：“目前，這些小RNA可以通過高通量的方法進行全面分析，例如RNA測序?！?“但是，廣泛使用的小RNA測序方案具有固有的局限性，可以防止在RNA測序期間檢測到某些修飾的小非編碼RNA。PANDORA-seq克服了這些局限?！?/span>

Chen實驗室的博士生Shijunchao Shi和該研究論文的第一作者對PANDORA-seq的使用充滿熱情。

他說：“新方法可能會徹底改變小RNA景觀的觀點。” 坦率地說，現(xiàn)在可能需要重新審查以前所有使用傳統(tǒng)RNA測序的研究?！?/span>

Cheloufi說，研究小組現(xiàn)在想了解tsRNA / rsRNA的產(chǎn)生方式，它們在干細胞中的功能以及在發(fā)育過程中如何協(xié)調(diào)細胞命運的決定。

她說：“這些問題的答案是及時的，以開發(fā)診斷工具，確定治療目標，并促進再生醫(yī)學?！?/span>

在開發(fā)PANDORA-seq的過程中，Chen想到了盲人和大象的寓言，這種寓教于世的真理只有在各個部分融合在一起時才能揭示出來。

他說：“有時我們會忘記大局，只關注其中的一小部分?！?“也許總的真理的唯一途徑-全局-就是突破我們的知識界限，并通過新設計的技術來確認所揭示的真理。”

Cheloufi實驗室的博士生，研究的共同作者Reuben Franklin說：“在實驗室的顯微鏡下觀察細胞重編程和分化過程中細胞命運的深刻變化真是令人著迷?！?“但是PANDORA-seq允許我們在這些過程中竊聽分子參與者?！?/strong>

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