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翻译组测序 提升文章档次的利器!

 微笑如酒 2018-09-18

技术介绍


Ribosome profiling sequencing(简称Ribo-seq),又称为核糖体印记测序或翻译组测序,是一种可以精确定量样本中所有可翻译分子(包括经典的mRNA和其他潜在可以翻译RNA分子)瞬间翻译量的技术。

 

技术原理


图1 Ribo-seq 与RNA-seq的比较


相比传统的转录组测序(RNA-seq),Ribo-seq的关键特点是:只针对与核糖体结合,长度约为30nt,正在被翻译的RNA片段(又称为Ribosome footprints,简称RFs)进行富集、测序和定量。由于RFs直接代表正在被翻译的序列,因此对RFs进行测序,可以精确告诉我们细胞中蛋白翻译的丰富信息(包括翻译区域、翻译丰度、翻译速率等)。

 

产品应用与优势


Ribo-seq已经被广泛应用于胁迫应答调控[1]、发育衰老[2]、肿瘤发生发展[3]等不同领域,其应用优势包括:


1

高敏感度、高精度进行翻译定量

  • 翻译组与蛋白质组定量结果高度相关,克服了转录组可能与实际蛋白丰度有巨大差异的不足;

  • 相比蛋白质组,翻译组对低丰度基因的检测敏感度更高,且定量更准确;


2

新可翻译分子的挖掘

翻译组技术可以高效挖掘基因组中非经典的可被翻译的RNA分子。这些分子包括lncRNA、circRNA、uORF、mRNA的移码阅读框等。对这些分子开展研究,是高分文章利器。


3

翻译机制研究

 翻译组可以与其他组学结合(包括转录组、蛋白质组、小RNA测序、Rip/CLip-seq),开展各类分子的翻译调控机制研究。

 

图2 mRNA的可变翻译区以及非编码RNA的可翻译区示意图


应用案例


案例1:热胁迫条件下热休克蛋白HSP70调控基因翻译的机制解析[1]

 

图3 急性严重热胁迫组(HS2S)在前65个密码子位置出现翻译停滞


通过翻译组测序发现小鼠和人细胞在急性严重热胁迫条件下(图中红线),基因翻译在前65个密码子的位置会出现翻译停滞。结合前人报道的信息和其他实验技术,发现并确定翻译停滞与热休克蛋白HSP70在热胁迫条件下与核糖体脱离有关,从而影响了某些基因的翻译。该文章从深层次解析了HSP70调控热胁迫应答的机制。

 

案例2:来源lncRNA的小肽toddler调控原肠胚发育[2]


图4 利用多个发育阶段的翻译组数据挖掘来源lncRNA的多肽


通过翻译组测序挖掘了斑马鱼基因组lncRNA区中的399个新多肽分子,其中包括28条信号肽。对其中一个信号肽Toddler进行功能机制研究,发现其可以与Apelin受体结合,从而调控囊胚早期和原肠胚期的细胞转动,从而调控胚胎早期发育。

 

案例3:5’UTR区翻译驱动肿瘤发生[3]


图5 翻译组发现癌基因翻译效率异常上升


通过翻译组测序,发现(模型小鼠)肿瘤细胞中癌基因翻译效率异常提高现象,且此类癌基因的5‘UTR区也出现异常的翻译信号。通过进一步的机制解析,发现癌细胞启用了与正常细胞不同的翻译途径(eIF2A取代了经典的eIF2复合物),从而特异性地提高癌基因翻译,促进肿瘤发生。


Tips:

对翻译组测序感兴趣的老师和同学可留言咨询,基迪奥会为您量身定制专业的个性化实验分析方案。




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