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同时测序多个RNA碱基修饰:RNA生物学的新时代

基因转录成RNA后,组成RNA分子的亚单位或“碱基”可能发生修饰,从而影响其结构和功能。对这些变化的研究被称为“外转录组学”。这些碱基修饰可以发生在大多数类型的RNA分子上,包括小RNA。

现在,大阪大学的一个研究小组,由谷口正太郎教授和石井秀树教授领导,已经对一种微RNA进行了测序,该微RNA是治疗无效的“难治性”胃肠道癌的标志物。他们能够使用单分子量子测序仪同时直接检测两种类型的化学碱基修饰。

microRNA是一种小的非编码RNA分子,通过干扰和抑制基因的表达发挥调节作用。对microRNA的碱基修饰可以影响它们的处理方式,以及它们抑制目标的效率,从而改变它们的功能。因此,这些修饰对于理解RNA的功能很重要,但以前证明很难检测到。

大阪大学的研究小组从结直肠癌细胞中分离出microRNA,并对单个RNA分子进行测序。量子测序仪利用电能根据碱基独特的电导值来区分碱基,电导值测量分子传导电流的能力。由于化学修饰会改变碱基的导电性,这种方法有可能用于识别任何种类的核苷酸修饰。在此,研究人员重点研究了两种常见的修饰,m6A和5mC,分别涉及在腺苷(a)核苷酸和胞苷(C)核苷酸中添加甲基。

使用单分子量子测序仪,研究小组观察到的修饰率与使用其他方法计算的修饰率相当,这些方法一次只能检测到一种修饰。不仅如此,他们观察到的结果表明,这两种修饰方式能够相互影响。m6A修饰的存在似乎促进了5mC修饰。该论文的主要作者Takahito Ohshiro解释说:“5mC甲基化的速率通常受甲基化酶和去甲基化酶的活性的影响,因此我们的研究结果表明,这些酶的活性可以通过m6A修饰来提高或降低。”。

这项工作为各种类型的RNA碱基修饰测序提供了一个强大的新工具。通讯作者Masateru Taniguchi说:“我们的方法可用于全面分析和检测外转录组中的甲基化位点,这将有助于加深对这些甲基化事件及其机制的了解,改变RNA生物学的面貌,并开创一个新时代。”

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