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《國際要聞》單分子量子定序儀 多點鹼基修飾偵測加速microRNA功能探勘
2021-10-14

基因轉錄成 RNA 後,構成 RNA 分子的次單元或“鹼基”會被修飾,從而影響其結構和功能,針對這些變化的研究稱為“表觀轉錄體學”。這些鹼基修飾會發生在大多數類型的 RNA 分子上,包括 microRNA。

※單分子量子定序的工作原理,偵測鹼基序列並識別化學修飾的鹼基分子。        (圖片來源 : Takahito Ohshiro et al.)

大阪大學(Osaka University) 由 Masateru Taniguchi 教授和 Hideshi Ishii 教授領導的一個研究小組,對一種 microRNA 進行了定序,該 microRNA 是對治療沒有反應而被稱為“難治型”胃腸癌的標的物,該團隊能用單分子量子定序儀(single-molecule quantum sequencer)同時偵測兩種類型的化學鹼基修飾。

MicroRNAs是一段小的非編碼 RNA 分子,通過干擾和抑制的方式調節基因的表現,microRNA 的鹼基上的修飾會影響它們的作用的方式以及抑制目標的效率,進而改變它們本來的功能,因此,這些修飾的探討對於理解 RNA 的功能很重要,但以往一向難以偵測。

大阪大學團隊從大腸直腸癌細胞中分離出 microRNA,並對單個 RNA 分子進行定序,量子定序儀根據鹼基獨特的電導值來區分鹼基,測量分子傳導電流的能力。由於化學修飾會改變鹼基的導電率,因此這方法有可能可以用來辨識任何類型的核苷酸修飾。此篇,研究人員專注於兩種常見的修飾,m6A 和 5mC,其為甲基化的腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C)。

使用單分子量子定序儀,該團隊觀察到的修飾率與其他一次檢測一種修飾的方式,得出的修飾率一樣,另外,他們觀察到的結果顯示,這兩種類型的修改能夠相互影響,m6A的修飾似乎能促進5mC的修飾。該論文的第一作者 Takahito Ohshiro 解釋說:“5mC 甲基化的速率通常受甲基化和去甲基化酶活性的影響,因此我們的結果意味著可以通過 m6A 修飾來刺激這些酶或導致他們去活化。”

這項工作為對各種類型的 RNA 鹼基修飾定序提供了一種強大的新工具。“我們的方法可用於對表觀轉錄組中甲基化位點的綜合分析和檢測,”共同作者 Masateru Taniguchi 說,“這將有助於加深對這些甲基化反應及其機制的了解,以改變 RNA 生物學的格局,並迎接一個新領域的時代。”

 

(來源:PHYS.ORG 生策中心編譯)

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