低起始量、高灵敏度、长时程追踪
— TRAC-seq 引领单细胞动态研究革新
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TRAC-seq(tRNA 修饰还原与切割测序)是一种革命性的高通量测序技术,可在单核苷酸分辨率下精准解析 tRNA 的N⁷- 甲基鸟苷(m⁷G)修饰图谱。该技术通过化学处理(如 NaBH₄还原与苯胺特异性切割),使 m⁷G 修饰位点产生特征性断裂信号,结合深度测序与生物信息学分析,不仅能定位修饰位点,还能量化修饰水平。
相较于传统方法,TRAC-seq 突破了分辨率限制,首次实现了全基因组范围内 tRNA 修饰的系统性分析,为揭示 tRNA 修饰的动态调控机制提供了关键工具。其高通量特性兼容大规模样本检测,适用于组学研究、疾病标志物筛选等多场景。
TRAC-seq
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1、数据质控:FastQC 评估原始测序数据质量
2、接头处理:cutadapt 去除3'端接头序列
3、长度筛选:cutadapt 过滤长度<15nt的短序列
4、参考基因组:samtools 建立基因组索引
5、tRNA注释:tRNAscan-SE 生成成熟tRNA序列信息
6、序列比对:Bowtie2 将reads比对到tRNA参考序列
7、覆盖度分析:自定义脚本 生成tRNA覆盖度图谱
8、修饰识别:log2切割比计算 筛选m7G候选位点(阈值>6)
9、差异分析:DESeq2 检测组间差异修饰位点
10、Motif挖掘:MEME+HOMER 分析保守序列模式
对于获得下机测序数据后,分析流程如下:
1、数据过滤:去接头、低质量 reads,筛除非 tRNA 序列。
2、序列比对:映射至 tRNA 参考序列,算表达量(RPM)。
3、修饰定位:分析切割 reads,算切割分数(Cleavage Score)。
4、差异分析:筛差异修饰 tRNA,关联翻译数据。
5、功能验证:富集分析 + 实验验证修饰水平。
文库构建
分析流程
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在生命科学研究不断深入探索表观转录组调控机制的进程中,TRAC-seq(tRNA Reduction and Cleavage Sequencing)技术作为解析 RNA 修饰的关键工具,正引领着单细胞功能基因组学的研究突破。2021 年,中山大学研究团队于《Molecular Cell》(影响因子 19.328,2023 年最新数据)发表的研究论文《N⁷-Methylguanosine tRNA modification enhances oncogenic mRNA translation and promotes intrahepatic cholangiocarcinoma progression》(发表时间:2021 年 8 月 19 日,DOI: 10.1016/j.molcel.2021.07.003),借助 TRAC-seq 技术首次系统揭示了 N⁷- 甲基鸟苷(m⁷G)tRNA 修饰在肝内胆管癌(ICC)进展中的关键作用,为理解 tRNA 修饰介导的基因表达调控提供了全新视角。
该技术通过 NaBH₄/ 苯胺化学切割特异性标记 m⁷G 位点,结合高通量测序实现单核苷酸分辨率的 tRNA 修饰图谱分析,突破了传统技术在微量样本和动态修饰检测中的局限性,成为连接表观修饰与翻译调控的重要桥梁,推动着从基础科研到临床转化的多维度科学探索。
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