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简介

       tRFs和tiRNAs是一类广泛存在于真核及原核转录组中的小非编码RNA分子，同目前研究热点分子miRNA、circRNA等一样，虽然发现较早（1977年），但其重要在相当长一段时间内被人们所忽略，而近期有关tRFs&tiRNAs重要功能作用的国际顶尖研究已相继报道。tRFs&tiRNAs广泛存在于各种组织细胞中，同时其表达具有高度的组织特异性、疾病特异性、时序特异性，这在临床疾病的分子诊断领域具有重要的研究价值和广阔的应用前景。近期研究发现，tRFs&tiRNAs在肿瘤、获得性代谢疾病、神经系统疾病等重大临床疾病中具有重要的调控功能（图1）；其调控方式也趋多样化，比如影响蛋白翻译、类似miRNA沉默基因表达能、竞争结合重要蛋白等，调控方式的多样化预示着tRFs&tiRNAs功能极其强大，其基础研究及临床应用价值犹如一座亟待开发的宝库。

       为了帮助科研工作者展开这方面的研究，从而为临床疾病的诊断和治疗提供参考。康成生物基于Illumina高通量平台率先推出tRF&tiRNA测序，可以系统研究tRFs&tiRNAs的表达谱并在此基础上发现和鉴定新的tRFs&tiRNAs，并提供灵活深入的数据分析，便于研究者对不同生理和病理状态下tRFs&tiRNAs的表达变化展开系统研究。

图1. 与多种临床疾病相关tRFs&tiRNAs文献报道集锦
 

tRF&tiRNA的定义及分类

       tRFs&tiRNAs是tRNA前体或成熟体在精确调控下由特定的核酸内切酶加工而成的。根据酶切位点的不同，可以分为两类：tiRNAs和tRFs（图2）。

       tiRNAs（亦称tRNA halves）是在多种应激条件下，由特定的核酸内切酶对成熟tRNA的反密码子环进行特异性切割产生，通常由29-50个核苷酸组成，分为5’-halves和3’-halves。
       5’-halves：源自成熟tRNA的5’部分。
       3’-halves：源自成熟tRNA的3’部分。

       tRFs (tRNA-derived fragments)，通常短于tiRNAs，约16-28个核苷酸；根据其在tRNA前体或成熟体上位置的不同，可分为4类：
       tRF-5：源自成熟tRNA的5’端，酶切发生在D-loop区域。
       tRF-3：对应于成熟tRNA的3’部分，包括CCA末端，酶切发生在T-loop区域。
       tRF-1：来源于前体tRNA的3’-UTR区域，3’末端含有多聚U序列。
       i-tRF：区别于以上3种类型，主要来自成熟tRNA的内部区域。

图2. 不同种类tRFs&tiRNAs来源示意图

tRF&tiRNA研究技术路线

      通过tRF&tiRNA测序获得组间差异表达的tRFs和tiRNAs，接下来通过低通量PCR验证锁定目标分子；目标分子可以展开不同方向的研究：临床biomarker或功能机制研究（图3）。

图3. tRFs&tiRNAs基本研究思路示意图


康成生物tRF&tiRNA测序技术服务特点

1. 一站式服务解决方案，出版级图表展示
      康成生物独家为客户提供tRF&tiRNA高通量测序全程技术服务，客户只需提供完整的样本，康成就可以提供全部实验操作、完整的数据报告以及出版级的图表。

2. 优化实验流程，严控数据质量
      康成生物通过实验条件反复优化，无需对tRFs&tiRNAs进行富集和纯化，而是对在总RNA的基础上直接加接头建库，从而减少误差。同时对实验过程各环节设置严格质控，保证数据结果可靠性。

3. 多物种tRFs&tiRNAs全面表达谱分析
      康成生物tRF&tiRNA测序突破常规物种的限制，可以对多种模式生物tRFs&tiRNAs表达谱进行准确检测。同时能够帮助客户预测新的转录本，从而获得特定样本tRFs&tiRNAs表达的全面信息。

4. 更广的检测范围
      康成生物tRF&tiRNA测序灵敏度高，可检测的动态范围广，除了高丰度的tRFs&tiRNAs外，还可以精确检测及准确定量稀有转录本。

5. Arraystar独家授权的分析系统
      康成生物使用Arraystar独家授权的”tRF&tiRNA Analysis System”进行分析，包括：基于tRNA拓扑结构和统计显著性的精准注释与分类系统；全面的tRFs&tiRNAs数据库信息；tRFs&tiRNAs专注的生物信息学与统计学分析。

6. 额外的miRNA表达和差异分析
      实验结果里不仅包含有tRF&tiRNA表达和差异分析，还有额外的miRNA表达和差异分析，性价比极高。

7. 无缝链接tRNA系列服务
      tRF&tiRNA-seq可以联合应用康成提供的tRNA-seq、tRF&tiRNA PCR array及tRNA PCR array技术服务，深入挖掘tRFs , tiRNAs及tRNAs在生命科学及医学中的功能作用。

康成生物tRF&tiRNA测序生物信息报告

1. 基本数据分析结果展示
1.1差异表达tRFs&tiRNAs信息详细注释
      康成生物运用专门针对tRFs&tiRNAs数据分析的生物信息学流程，最终注释成为一个信息全面的数据集（图4）；此外，康成生物还额外提供miRNA方面的数据分析。



图4. 一个全面整合的tRFs/tiRNAs测序结果数据集

1.2 tRFs&tiRNAs长度分布统计分析
      tRFs&tiRNAs依据长度区分，tRFs：~22nt，tiRNAs：~32nt；这表明tRFs/tiRNAs并非来自tRNA的随机降解，而是源于精确的调控过程。客户根据此分析可对tRFs&tiRNAs在样本中的表达做整体性评估。

图5. 总tRFs/tiRNAs以及3个tRF家族的尺寸分布
2. 特色数据展示
      PLS判别分析(PLS-DA)旨在锐化各观测组之间的分离关系。通过轮流改变PCA组件获得各类别之间较好的分离，进而找出那些携带分离信息的变量。配对PLS-DA分析发现在3种病例中，被比较的两种肿瘤亚型能够根据tRFs&tiRNAs的表达水平清晰地辨别开来。（图6）

图6. 基于肿瘤和正常样品中tRFs&tiRNAs表达量的配对PLS-DA分析

参考文献

1. Goodarzi, H. et al. Endogenous tRNA-Derived Fragments Suppress Breast Cancer Progression via YBX1 Displacement. Cell 161, 790-802, doi:10.1016/j.cell.2015.02.053 (2015).

2. Green, D., Fraser, W. D. & Dalmay, T. Transfer RNA-derived small RNAs in the cancer transcriptome. Pflugers Archiv : European journal of physiology, doi:10.1007/s00424-016-1822-9 (2016).

3. Anderson, P. & Ivanov, P. tRNA fragments in human health and disease. FEBS letters 588, 4297-4304, doi:10.1016/j.febslet.2014.09.001 (2014).

4. Maute, R. L. et al. tRNA-derived microRNA modulates proliferation and the DNA damage response and is down-regulated in B cell lymphoma. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110, 1404-1409, doi:10.1073/pnas.1206761110 (2013).

5. Olvedy, M. et al. A comprehensive repertoire of tRNA-derived fragments in prostate cancer. Oncotarget, doi:10.18632/oncotarget.8293 (2016).

6. Chen, Q. et al. Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder. Science 351, 397-400, doi:10.1126/science.aad7977 (2016).

康成生物率先推出tRF&tiRNA高通量测序，提供从样品到数据分析的一站式技术服务。

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