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Nature Methods:发布新RNA测序技术

标签:甲基化 tRNA
摘要 : Santa Cruz公司和Rochester大学的研究人员开发了一种新的RNA测序技术。他们通过这一技术发现了许多此前未被检测到的调控性小RNA。这一成果发表在八月三日的Nature Methods杂志上。

 Santa Cruz公司和Rochester大学的研究人员开发了一种新的RNA测序技术。他们通过这一技术发现了许多此前未被检测到的调控性小RNA。这一成果发表在八月三日的Nature Methods杂志上。

这个新技术可以在细胞中灵敏检测到带有化学修饰(甲基化)的小RNA。“tRNA是生物体内含量最丰富的小RNA之一,细胞里到处都是tRNA片段。但因为RNA修饰,标准的分析方法遗漏了许多tRNA,”文章的第一作者Aaron Cozen说。

这一方法为人们打开了RNA研究的一块新天地,“我们检测到的tRNA比过去多三倍,”文章的资深作者,Todd Lowe教授说。

早在数十年前人们就发现了tRNA,一直以来tRNA被认为主要在蛋白质翻译中起作用,与mRNA、rRNA合作根据DNA编码的遗传指令合成蛋白质。随着RNA干扰和microRNA调控机制的发现,科学家们开始重新认识RNA在基因调控和其他细胞功能中扮演的角色。近年来人们发现了越来越多不同种类的小RNA,并在不断探索它们的作用机制。

“过去五年,我们已经意识到tRNA的功能不只是蛋白质翻译。被切割成片段的tRNA应该还在细胞中承担了其他的功能,”Lowe说。“举例来说,前不久有研究发现,一些tRNA片段能够抑制乳腺癌的发展。”

高通量测序技术可以用来检测和分析tRNA,但这种方法会受到RNA甲基化的影响,而甲基化在tRNA中是很普遍的。研究人员为此开发了一种酶学方法,可以在测序之前去除这些修饰。

为了得到更准确的信息,研究人员还开发了一个测序数据的分析工具,对tRNA的甲基化修饰进行鉴定和定位。他们用自己的方法在酵母中准确预测了一些已知的tRNA修饰。随后他们又将这一技术用于人类细胞,发现了大量此前未知的tRNA修饰。

“过去的研究显示,人类基因组中只有10%-15%的tRNA存在甲基化修饰。我们检测到的tRNA修饰要多得多,对相关研究是很有帮助的,”Lowe说。

原文标题:ARM-seq: AlkB-facilitated RNA methylation sequencing reveals a complex landscape of modified tRNA fragments

原文摘要:High-throughput RNA sequencing has accelerated discovery of the complex regulatory roles of small RNAs, but RNAs containing modified nucleosides may escape detection when those modifications interfere with reverse transcription during RNA-seq library preparation. Here we describe AlkB-facilitated RNA methylation sequencing (ARM-seq), which uses pretreatment withEscherichia coli AlkB to demethylate N1-methyladenosine (m1A), N3-methylcytidine (m3C) and N1-methylguanosine (m1G), all commonly found in tRNAs. Comparative methylation analysis using ARM-seq provides the first detailed, transcriptome-scale map of these modifications and reveals an abundance of previously undetected, methylated small RNAs derived from tRNAs. ARM-seq demonstrates that tRNA fragments accurately recapitulate the m1A modification state for well-characterized yeast tRNAs and generates new predictions for a large number of human tRNAs, including tRNA precursors and mitochondrial tRNAs. Thus, ARM-seq provides broad utility for identifying previously overlooked methyl-modified RNAs, can efficiently monitor methylation state and may reveal new roles for tRNA fragments as biomarkers or signaling molecules.

来源: Nature Methods 浏览次数:0

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