Nature Methods：两篇文章聚焦tRNA测序

发表日期：2015-09-04 12:21AM 阅览次数：

高通量RNA测序（RNA-seq）技术的使用让我们认识了细胞中无比精彩的RNA世界。然而，目前的方法无法检测高度修饰或大量折叠的RNA，如tRNA。近日，《Nature Methods》上的两种方法通过在文库制备前去除tRNA的修饰，解决了tRNA测序的技术难题。

尽管tRNA被认为是看家RNA，但最近的研究表明，tRNA受到严格调控。tRNA表达模式的差异让增殖和分化细胞表达出不同的翻译程序。此外，tRNA也能被切割成更小的RNA，其中一些参与了细胞增殖，甚至比microRNA更丰富。这些成果都说明，我们需要更好地了解tRNA如何被调控。

传统的RNA-seq方法大家都清楚，就是在RNA的末端加上接头，再利用与3’端接头互补的引物进行逆转录。这种方法适用于大多数转录本，但tRNA是个例外。因为成熟的tRNA都采用紧凑的三级结构，限制了接头连接和cDNA合成的效率。其次，每个tRNA上平均有8个或更多的核苷酸是翻译后修饰的，以确保正确的tRNA折叠。这些包括所谓的“hard-stop”修饰，阻止逆转录酶的延伸。因此，传统的方法不再适用。

为了突破这个障碍，两个研究小组使用大肠杆菌的脱烷基化酶AlkB，去除tRNA中m1A和m3C上的甲基，将其转化成未经修饰的形式。芝加哥大学的Guanqun Zheng等人还利用突变的酶来处理m1G。通过野生型和突变AlkB的处理，>70%的m1A、m3C和m1G上的甲基化被去除。当然，还有一些hard-stop修饰无法去除。

之后，芝加哥大学的研究小组利用一种热稳定的逆转录酶（TGIRT）来代替普通的逆转录酶。这种酶是高度进行性的，通过模板转换的机制来合成cDNA，从而省去了接头连接的步骤。他们发现，未经处理的tRNA会带来截短的测序读取，而AlkB处理明显增加了全长cDNA的量，让他们可定量和区分tRNA。

第二个研究小组则开发出一种称为ARM-seq的方法。与第一种方法不同，这种方法需要在成熟RNA的两端添上接头。它不如模板转换高效，但确保只有全长的转录本（成熟的tRNA、tRNA前体和tRNA衍生的小RNA）才被PCR扩增和测序。ARM-seq能够准确捕获已知的修饰位点，并鉴定出tRNA中的新位点。

这两种方法让我们能够全面监控tRNA的水平，并捕捉核苷酸修饰的动态。也许，它们还能应用在之前未发现的其他转录本的hard-stop修饰上，包括mRNA和非编码RNA。

参考文献：

1. Zheng G, Qin Y,, Lambowitz AM, Pan T. Efficient and quantitative high-throughput tRNA sequencing. Nat Methods. 2015 Sep;12(9):835-7. doi: 10.1038/nmeth.3478. Epub 2015 Jul 27.

2. Cozen AE, Quartley E,, Phizicky EM, Lowe TM. ARM-seq: AlkB-facilitated RNA methylation sequencing reveals a complex landscape of modified tRNA fragments. Nat Methods. 2015 Sep;12(9):879-84. doi: 10.1038/nmeth.3508. Epub 2015 Aug.

本文来源于：生物通

欢迎关注中科紫鑫人事招聘相关信息：http://www.ngscn.com/index.php/Job/employ

;