斯坦福学者《Cell》上发表空间转录组学新技术

　　

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）

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Atlas of Subcellular RNA Localization Revealed by APEX-Seq