Nature新技术：microRNA高通量分析

　　

人类的垃圾在侦探、历史学家和小偷的眼中并不是一无是处的垃圾，而是包含很多信息的宝贝，同样的在科学家眼中，细胞的垃圾也包含着大量有用的信息。

 

美国德拉华大学生物技术学院的科学家使用一项新的技术分析细胞里的垃圾（代谢产物之类），令人意想不到的是通过这些“垃圾”可找出诸多有用的信息。

 

发明这一技术的人是德拉斯大学生物技术学院的博士后研究生Marcelo German，Pamela Green和Blake Meyers。相关的研究结果发表在《Nature Biotechnology》上。被该杂志列为研究亮点。

 

研究者以拟南芥为研究对象，拟南芥向来有植物中的果蝇之称，因为拟南芥的基因组小，并且易于在实验室中培养。因此，拟南芥是实验室极佳的研究对象。

 

研究小组将研究重点放在microRNA上，microRNA是一类小分子RNA在植物细胞发育过程中起重要的作用。MicroRNA能与信使RNA结合，起调节作用。MicroRNA可破坏信使RNA的活性。实际上，microRNA可作用于酶将信使RNA切成两段，信使RNA失去活性，结果产生“细胞垃圾”。对细胞垃圾进行分析具有重要的意义，然而，逐个逐个分析繁多的细胞垃圾是很不容易的事情，耗时费力，而德拉斯大学的科学家研发出一种新的技术研究细胞垃圾，具有高通量的特征，可一次性分析大量的细胞垃圾。

 

Germany说，我们研究的对象是microRNA作用的信使RNA靶位，microRNA具有重要的调节基因表达的能力，但是科学家们更为关注的是microRNA作用的信使RNA类型。

 

新的技术可从大量的信使RNA残余物中分析microRNA作用的靶位，也就是切割的位点。通过新技术的图谱准确分析切割位点。研究者称，新技术可区分出是microRNA还是其他的物质切割信使RNA。

 

在该研究中，加州霍华德Illumina公司使用高通量的测序技术（SBS）分析了2800万个序列。并使用德拉华大学研发的技术识别信使RNA切割的位点，最终获得microRNA调控的基因信息。

 

有趣的是，研究者发现有些信使RNA切割位点的信息无法分析出来，于是反过来在研究切割这些信使RNA的microRNA，结果竟然又发现4类新的microRNA。

新的技术能大规模的研究信使RNA，可能发现一些新的调控机制。科学家们还能将正常的细胞与异常的细胞进行对比，找出两者间的差别，找出影响变异的酶和机制。

 

近期，German将改善这一技术，提高新技术的检验速度。

 

原文摘要：Global identification of microRNA–target RNA pairs by parallel analysis of RNA ends

 

【Abstract】

MicroRNAs (miRNAs) are important regulatory molecules in most eukaryotes and identification of their target mRNAs is essential for their functional analysis. Whereas conventional methods rely on computational prediction and subsequent experimental validation of target RNAs, we directly sequenced >28,000,000 signatures from the 5' ends of polyadenylated products of miRNA-mediated mRNA decay, isolated from inflorescence tissue of Arabidopsis thaliana, to discover novel miRNA–target RNA pairs. Within the set of 27,000 transcripts included in the 8,000,000 nonredundant signatures, several previously predicted but nonvalidated targets of miRNAs were found. Like validated targets, most showed a single abundant signature at the miRNA cleavage site, particularly in libraries from a mutant deficient in the 5'-to-3' exonuclease AtXRN4. Although miRNAs in Arabidopsis have been extensively investigated, working in reverse from the cleaved targets resulted in the identification and validation of novel miRNAs. This versatile approach will affect the study of other aspects of RNA processing beyond miRNA–target RNA pairs.

 

（生物通 张欢）