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NEWSRibo-seq与多组学:解密基因表达的隐藏维度 | 尊龙凯时人生就博
来源:昌伟怡 日期:2025-03-30在“【技术应用】解密翻译过程:Ribo-seq技术的革命性发现”中,小编分享了Ribo-seq技术的独特优势与核心发现。这项技术如何应用于基础研究,并巧妙串联多组学数据,成为解码生命奥秘的关键纽带?今天,尊龙凯时人生就博将继续带您解锁基因表达的新视角。
转录组数据反映mRNA的丰度,而Ribo-seq数据则展示翻译效率。通过比较这两者,研究人员可以定量分析不同基因的翻译效率,从而揭示翻译水平上的基因表达调控机制。例如,有些基因虽然mRNA丰度较高,但翻译效率却较低,可能受到翻译抑制因子的影响。
2025年3月4日,东京大学医学研究所的Toshifumi Inada团队在《Nature Communications》上发表了一项研究,利用RNA-seq和Ribo-seq等技术发现,在酵母中,Grr1在未折叠蛋白反应(UPR)中介导Ubp3的降解,从而维持eS7A单泛素化水平,促进HAC1i mRNA的翻译。此外,Grr1还在独立于Ubp3和eS7A泛素化的情况下,促进HAC1u mRNA的剪接。该研究揭示了Grr1在UPR中的关键作用,尤其是在HAC1 mRNA剪接与翻译过程中的调控机制。
在基因表达复杂调控网络中,非编码RNA(ncRNA)长期以来被视为“暗物质”,其功能机制尚未完全揭示。随着Ribo-seq技术的兴起,我们得以从全新的角度挖掘ncRNA的潜力。Ribo-seq能捕捉核糖体在RNA上的精确位置,结合ncRNA分析,检测某些ncRNA可能参与翻译过程,进而产生功能性小肽或调控蛋白质合成。此次研究为深入揭示小肽的分子机制与功能特性提供了新的切入点。
研究表明,circRNA编码的蛋白在肿瘤进展中发挥重要作用。以胶质母细胞瘤(GBM)为例,张弩教授团队整合Ribo-seq、circRNA-seq和质谱分析技术,发现在GBM中circ-E-Cad显著高表达,并能够翻译生成功能性蛋白C-E-Cad。深入机制研究揭示,C-E-Cad蛋白可通过分泌途径释放,与表皮生长因子受体(EGFR)特异性结合,显著激活STAT3、PI3K/AKT和MAPK/ERK等信号通路。这些反应最终促进肿瘤干细胞的自我更新能力,推动肿瘤的形成与侵袭性生长,为GBM的恶性进展提供新的分子机制解释。
表观组数据反映基因表达的调控信息,如DNA甲基化、组蛋白修饰等。结合Ribo-seq数据,可以研究表观遗传修饰对翻译效率的影响,揭示表观遗传调控在翻译过程中的作用。
RNA甲基化,尤其是m6A修饰,能直接或间接影响核糖体与mRNA的结合与翻译效率,从而改变Ribo-seq检测到的核糖体保护片段(RPFs)的丰度。结合甲基化与非甲基化RNA的Ribo-seq数据,可以发现哪些RNA的翻译效率受到甲基化影响,进一步揭示RNA甲基化在特定生物学过程中的作用。
研究表明,大脑在适应环境变化中起核心作用,尤其对氧气水平极为敏感。南京师范大学团队整合转录组、翻译组和蛋白质组数据,系统研究黄颡鱼大脑对缺氧的调控机制。研究发现,在缺氧条件下,共有2750个基因在翻译水平上显著变化,揭示了HIF-1信号通路、自噬及糖酵解过程在缺氧暴露后显著上调的现象,强调了尊龙凯时人生就博对生命科学研究的贡献。
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