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绘制修饰谱图 开辟RNA表观遗传学研究新方向

北京大学伊成器研究组发展了一种通过化学标记和富集手段实现全转录组水平上假尿嘧啶RNA修饰的单碱基分辨率测序技术,并绘制了人和小鼠细胞转录组中假尿嘧啶RNA(信使核糖核酸)修饰的谱图。相关成果日前发表于《自然—化学生物学》杂志。

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转录后修饰在生命体中广泛存在,假尿嘧啶RNA修饰就是其中的重要成员。假尿嘧啶在多种非编码RNA上的功能与机制已有较多研究,但对于信使RNA(mRNA)上假尿嘧啶的分布和潜在生物学功能,目前知之甚少。最主要的难题在于如何实现假尿嘧啶在mRNA上的精准定位。


为研究哺乳动物转录组中的假尿嘧啶修饰,科学家首先利用高分辨质谱对mRNA中的假尿嘧啶修饰进行定量,发现其广泛存在于各种细胞系及小鼠的组织中,并且在哺乳动物mRNA中丰度相当高。科研人员继而通过化学生物学、高通量测序等手段,发展了一种利用小分子化合物实现特异性标记与富集的假尿嘧啶高通量测序技术。


利用该技术,他们实现了人细胞系以及小鼠(大脑与肝脏组织)全转录组水平的单碱基分辨率假尿嘧啶检测,发现在数千个mRNA与长非编码RNA上都含有假尿嘧啶修饰。


研究还发现,转录组中假尿嘧啶的含量与分布均受到各种环境刺激的调控,呈现出“刺激条件特异性”的诱导修饰。因此,此项研究不但揭示了假尿嘧啶的广泛存在,绘制了转录组中假尿嘧啶RNA修饰的高清谱图,也为这一转录后修饰参与基因表达调控的研究提供了重要工具,同时为近年来兴起的RNA表观遗传学领域提供了崭新的研究方向。


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