斯坦福学者《Cell》上发表空间转录组学新技术

【字体: 时间:2019年06月25日 来源:生物通

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  一项新的空间转录组学技术近日在《Cell》杂志上发表。斯坦福大学的研究人员开发出一种名为APEX-seq的RNA测序方法,能够生成亚细胞RNA定位图谱,分辨率达纳米级别。

  

一项新的空间转录组学技术近日在《Cell》杂志上发表。斯坦福大学的研究人员开发出一种名为APEX-seq的RNA测序方法,能够生成亚细胞RNA定位图谱,分辨率达纳米级别。他们目前已经生成了九个不同区域的RNA定位图谱。

文章第一作者、斯坦福大学医学院的博士后Furqan Fazal说:“在空间转录组学领域,许多单细胞技术能够告诉你RNA在不同细胞中的定位,但不能告诉你它们在细胞内的定位。我们在尝试不同的东西,希望了解(它们)在细胞内的定位。”

研究人员表示,这种方法适用于各种亚细胞区域,能够捕获各类RNA的完整序列细节,从而比较RNA变异(variants & isoforms)。Fazal补充说,这种技术可使用实验室中常见的试剂进行转录组学研究。

如今,越来越多的技术结合了空间和分子信息,而APEX-seq正是其中一种。在同一期的《Cell》杂志上,Broad研究所的张锋等人利用新一代测序仪,开发出一种新颖的DNA显微镜,能够确定分子在样品中的相对位置。

在这项研究中,斯坦福大学医学院的研究人员利用过氧化物酶APEX2对RNA进行直接邻近标记。来源于大豆的APEX2能够催化活性位点几纳米内的生物素标记,以往经常与甲醛交联结合使用,对细胞内的各种细胞器进行定位。

在此,研究人员希望绕过交联而直接标记细胞内的RNA。他们首先利用qRT-PCR技术验证了此方法的空间特异性,然后用转录组范围的测序取代了后续的分析。

他们随后在线粒体、内质网及其他7个亚细胞区室中验证了APEX-seq方法。作者写道:“大多数区室的RNA内含物以前都无法定位,因为它们无法纯化,或者因太小而无法通过常规的显微镜来观察。”

他们认为这种方法提供了RNA转录本的完整序列信息,并且能够分析“无法纯化的”结构,比如核纤层和线粒体外膜。不过,它的缺点是无法用于人体组织,因为它需要在感兴趣的细胞中表达APEX融合载体。此外,它无法提供单细胞信息。

研究人员指出,大多数转录本主要局限在一个或两个位置。mRNA主要定位于细胞核或细胞质,而长链非编码RNA主要定位于细胞核,这与以往的研究结果一致。

Fazal表示,这种技术的化学反应时间很短,因此让他们能够研究细胞在几分钟内发生的“时间动态”。“这是生物学的一个重要领域,以往并未大量研究,”他说。

作者补充说,这种根据不同的亚细胞标志来定位内源性RNA的能力为人们带来了一个大好机会,可以帮助人们验证RNA定位和功能之间有何关系的假说。(生物通 薄荷)

原文检索

Atlas of Subcellular RNA Localization Revealed by APEX-Seq

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