由加州大學(xué)里弗賽德分校的生物醫(yī)學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)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(xì)胞充滿了復(fù)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(zhuǎn)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(guān)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(xué)基團(tuán)修飾，從而獲得新功能。

高通量RNA測序技術(shù)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(kuò)大的小RNA種群，這些種群可微調(diào)基因表達(dá)并保護(hù)基因組。

UCR醫(yī)學(xué)院的生物醫(yī)學(xué)科學(xué)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(jìn)發(fā)現(xiàn)與這些條件有關(guān)的關(guān)鍵調(diào)控小RNA的發(fā)現(xiàn)?！?領(lǐng)導(dǎo)了今天發(fā)表在《自然細(xì)胞生物學(xué)》上的這項(xiàng)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(gè)此類修飾的RNA？其序列的起源是什么？它們的生物學(xué)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(guān)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(dá)大學(xué)里諾醫(yī)學(xué)院的生物信息學(xué)家，該研究的同時(shí)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。”

根據(jù)Chen的說法，PANDORA-seq揭示了一個(gè)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(dǎo)，而先前被認(rèn)為在許多哺乳動(dòng)物組織和細(xì)胞中占主導(dǎo)地位。

“通過PANDORA-seq，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)將體細(xì)胞重新編程為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞時(shí)，microRNA / tsRNA / rsRNA動(dòng)力學(xué)是前所未有的，該多能干細(xì)胞是由成年細(xì)胞產(chǎn)生的，并且具有與胚胎干細(xì)胞相似的特性，從而能夠分化為所有干細(xì)胞。 UCR的生物化學(xué)助理教授，論文的同時(shí)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(xì)胞在胚胎干細(xì)胞中的分化?！?/span>

Chen解釋說，目前對哺乳動(dòng)物中小分子RNA的研究最深入的一類是microRNA，它們在哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞中含量很高，可以控制細(xì)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(dá)并調(diào)節(jié)生殖細(xì)胞的發(fā)育。

他說：“目前，這些小RNA可以通過高通量的方法進(jìn)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。”

Chen實(shí)驗(yàn)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(huì)徹底改變小RNA景觀的觀點(diǎn)。” 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(xì)胞中的功能以及在發(fā)育過程中如何協(xié)調(diào)細(xì)胞命運(yùn)的決定。

她說：“這些問題的答案是及時(shí)的，以開發(fā)診斷工具，確定治療目標(biāo)，并促進(jìn)再生醫(yī)學(xué)。”

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(gè)部分融合在一起時(shí)才能揭示出來。

他說：“有時(shí)我們會(huì)忘記大局，只關(guān)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(shí)界限，并通過新設(shè)計(jì)的技術(shù)來確認(rèn)所揭示的真理?！?/span>

Cheloufi實(shí)驗(yàn)室的博士生，研究的共同作者Reuben Franklin說：“在實(shí)驗(yàn)室的顯微鏡下觀察細(xì)胞重編程和分化過程中細(xì)胞命運(yùn)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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