研究翻译组学的利器
Ribo-seq
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经典中心法则指出DNA转录产生mRNA,而mRNA指导蛋白质的合成,蛋白质是生命活动的主要承担者。然而科学家们发现人类基因组中70%以上的DNA可以转录产生RNA,而具有编码蛋白能力的mRNA只占3%左右,说明多数转录的RNA分子都属于非编码RNA,对于RNA的翻译主要分为:不翻译,部分翻译,从头翻译,过度翻译【1】。
随着NGS的广泛应用,翻译组学研究迅速成为现代生命科学的热点之一,其中,核糖体印迹测序技术是该研究的利器之一(Ribosome profiling,Ribo-seq),该技术由Weissman课题组于2009年发表在Science杂志上【2】。此后相继应用到微生物、酵母、小鼠、人类组织、玉米、拟南芥、斑马鱼等多个物种研究上【3-4】。
Ribo-seq
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2015年11月,The plant jouranl发表了题为 Ribosome profiling reveals dynamic translational landscape in maize seedlings under drought stress的论文。该研究对正常和干旱条件下生长的玉米幼苗进行了Ribo-seq测序。对Ribo-seq数据和RNA-seq数据的比较分析表明,在转录水平上,基因表达的倍性变化与翻译水平的变化呈中度相关。然而,在干旱条件下,只有不到一半的响应基因被转录和翻译所共享,表明干旱胁迫可以独立地引起转录和翻译反应。发现在干旱胁迫下,931个基因的翻译效率发生了明显的变化。进一步分析表明,基因的翻译效率受其序列特征(GC含量、编码序列长度和归一化最小自由能)的影响较大。此外,在2558个基因上检测到3063个上游开放阅读框架(uORFs)的潜在翻译,这些uORFs可能影响下游主要开放阅读框架(mORFs)的翻译效率。研究表明,植物对干旱胁迫的反应具有高度动态的翻译机制,并与转录反应具有协同作用。
全基因组TE分析发现基因的TE变幅达4000倍以上,表明大量基因经历了高度动态的翻译调控