新型 RNA 定序技術誕生!讓曾經無法檢測到的小 RNA 一一現形!

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小分子 RNA 為長度 50-250 之間的核苷酸的 RNA,依功能可分為 microRNA、piRNAs(Piwi interacting RNAs)、tsRNA(tRNA-derived small RNA)。它在癌症、糖尿病、神經性疾病和生殖扮演相當重要的角色。然而,以前的技術是無法檢測到這些小分子 RNA。

隨著高通量 RNA 定序技術的進步(RNA-seq)也大大促進了小型非編碼 RNA(small non-coding RNA, sncRNA)的發現,但是由於 RNA 修飾干擾轉接子(adapter)連接和反轉錄過程,進而阻止了帶有這些修飾的 sncRNA 的檢測,使得目前廣泛使用的 RNA-seq 的定序結果仍有不小的誤差。

新型 RNA 定序技術誕生,克服 RNA 修飾限制

近日,加州大學河濱分校(University of California, Riverside)研究團隊開發了一種新型 RNA 定序方法,即是透過克服 RNA 修飾中止定序來全景顯示 RNA(panoramic RNA display by overcoming RNA modification aborted sequencing,簡稱 PANDORA-seq),來幫助人們發現許多經過化學修飾的小RNA。

PANDORA-seq 採用組合酶處理(combinatorial enzymatic treatment)來去除阻礙轉接子連接和反轉錄的關鍵 RNA 修飾。

PANDORA-seq 於幹細胞臨床應用

該研究團隊使用 PANDORA-seq 來分析體細胞重新編程為誘導性多功能幹細胞時的小分子 RNA 變化,然後發現某些 tsRNA 和 rsRNA 可以影響蛋白質合成,甚至影響胚胎幹細胞的譜系分化,而不是由 microRNA 主導。此結果顛覆過去的認知,即是 microRNA 主導著許多哺乳動物的組織和細胞的分化,piRNAs 則在睾丸中表現來調控並調節生殖細胞的發育。

擴大 RNA 研究視野

PANDORA-seq 可望擴大小 RNA 的研究視野,可能需要重新審查以前所有使用傳統 RNA 定序的研究。該研究團隊下一步想要研究 tsRNA/rsRNA 的產生方式,以及它們在幹細胞中的功能,以及在發育過程中如何協調細胞命運。

延伸閱讀:揪出細胞層次裡的致病真兇:單細胞 RNA 定序結合微流體技術

參考資料:
1. Nat Cell Biol (2021). https://doi.org/10.1038/s41556-021-00652-7
2. https://news.ucr.edu/articles/2021/04/05/new-method-expands-world-small-rnas

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