全基因组RNA-蛋白质互作图谱测序技术PRIMseq构建人类RNA-蛋白质关联网络(HuRPA)

【字体: 时间:2025年09月10日 来源:Nature Biotechnology 41.7

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  为解决RNA-蛋白质互作系统性解析难题,研究人员开发了PRIMseq(protein-RNA interaction mapping by sequencing)技术,通过邻近连接产生嵌合DNA序列,实现对RNA结合蛋白及其靶RNA的高通量鉴定。该研究在两种人类细胞系中构建了包含>35万组互作的人类RNA-蛋白质关联网络(HuRPA),发现LINC00339等肿瘤相关长链非编码RNA与多蛋白互作,并验证了SMC1A、PHGDH等非经典RNA结合蛋白的功能,为基因调控研究提供了全新工具和资源。

  

在基因表达调控的奥秘中,RNA与蛋白质的精密互动(RNA-protein interactions)犹如生命交响乐的指挥家,但其结构多样性使得全面解析成为重大挑战。科学家们最新开发的PRIMseq技术(蛋白质-RNA互作测序定位法)创新性地通过邻近连接反应,将RNA分子与蛋白质携带的DNA条形码共价连接,生成独特的嵌合DNA序列,经高通量测序解码后即可同时鉴定RNA结合蛋白(RBPs)及其结合的RNA靶标。

这项突破性技术应用于两种人类细胞系后,成功绘制出人类RNA-蛋白质关联网络(HuRPA),这张宏大的互作图谱收录了超过35万组关联事件,涉及约7,000种RNA和11,000种蛋白质。引人注目的是,其中2,610种蛋白质能与至少10种不同RNA结合,打破了传统对RNA结合蛋白的认知边界。研究团队重点验证了HuRPA网络中关联度最高的LINC00339——一种与肿瘤发生密切相关的长链非编码RNA(lincRNA),证实其确实具有广泛的蛋白质结合特性。

更令人惊喜的是,染色质空间结构调控因子SMC1A、SMC3和RAD21,以及代谢酶PHGDH等非经典RNA结合蛋白的RNA互作能力被首次系统证实。PRIMseq技术的魅力在于,无需任何基因或蛋白质特异性试剂,就能实现RNA结合蛋白及其作用靶点的全局性发现与功能优先级排序,为从全新维度解析基因调控网络提供了强大工具。

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