科學(xué)家開發(fā)出測(cè)量RNA重要化學(xué)修飾的新方法

包括加州大學(xué)洛杉磯分校研究人員在內(nèi)的一組科學(xué)家開發(fā)了一種RNA測(cè)序技術(shù)，該技術(shù)可提供有關(guān)RNA上發(fā)生的化學(xué)修飾的詳細(xì)信息，并在多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為其他類型細(xì)胞的能力中發(fā)揮重要作用。該方法可以促進(jìn)科學(xué)家在再生醫(yī)學(xué)中使用干細(xì)胞，因?yàn)槎嗄芨杉?xì)胞可以轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)的任何細(xì)胞類型。該研究發(fā)表在“ 自然方法 ”雜志上，概述了新的測(cè)序技術(shù)，該技術(shù)可測(cè)量基因組中每個(gè)基因甲基化或化學(xué)修飾的RNA百分比。

RNA在細(xì)胞內(nèi)起著重要作用; 它攜帶來(lái)自DNA的遺傳信息。這些信息指導(dǎo)細(xì)胞使蛋白質(zhì)在體內(nèi)發(fā)揮著許多關(guān)鍵作用，但這些信息產(chǎn)生或調(diào)節(jié)的錯(cuò)誤可導(dǎo)致多種疾病，包括癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

直到最近，關(guān)于如何通過(guò)RNA分子的甲基化調(diào)節(jié)RNA活性知之甚少。這項(xiàng)新研究著眼于一種特殊類型的RNA甲基化，稱為m 6 A或N 6 - 甲基腺苷，這是一種具有多種功能的化學(xué)修飾，例如控制RNA在細(xì)胞中存活的時(shí)間和蛋白質(zhì)的含量它會(huì)產(chǎn)生。第m 6的變形例是對(duì)蛋白生產(chǎn)的RNA中最豐富的類型的RNA甲基化。

數(shù)據(jù)分析由聯(lián)合資深作者Yi Xing領(lǐng)導(dǎo)，他是加州大學(xué)洛杉磯分校的微生物學(xué)，免疫學(xué)和分子遺傳學(xué)教授，也是加州大學(xué)洛杉磯分校Eli和Edythe Broad再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心的成員。哈佛醫(yī)學(xué)院和麻省總醫(yī)院的共同資深作者兼醫(yī)學(xué)助理教授Cosmas Giallourakis博士領(lǐng)導(dǎo)了新測(cè)序技術(shù)的開發(fā)。第一作者是哈佛醫(yī)學(xué)院的Benoit Molinie和加州大學(xué)洛杉磯分校博士后研究員Jinkai Wang。

“以前，我們只能確定m 6 A在RNA上的位置，而不是數(shù)量，”Xing說(shuō)，他也是加州大學(xué)洛杉磯分校定量和計(jì)算生物科學(xué)研究所的成員，也是加州大學(xué)洛杉磯分校生物信息學(xué)博士課程的主任。

Xing表示，確定RNA 上m 6 A 百分比的能力為研究人員提供了可能有助于檢測(cè)疾病的信息，因?yàn)镽NA的m 6 A水平在患病細(xì)胞中可能與健康細(xì)胞不同。研究人員還可以使用有關(guān)m 6 A水平的信息來(lái)深入了解多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為其他類型細(xì)胞的能力。

多能干細(xì)胞具有兩種獨(dú)特的能力。它們可以變成體內(nèi)的任何特化細(xì)胞，如皮膚，骨骼，血液或腦細(xì)胞; 這個(gè)過(guò)程被稱為“差異化”。他們也可以創(chuàng)建自己的副本。這些能力為再生醫(yī)學(xué)的進(jìn)步帶來(lái)了巨大希望。但科學(xué)家們特別關(guān)注如何控制多能干細(xì)胞分化為安全且完全能夠再生衰老或患病組織的特化細(xì)胞類型的過(guò)程。另一個(gè)挑戰(zhàn)是在實(shí)驗(yàn)室中維持多能干細(xì)胞，因?yàn)樗鼈兙哂凶园l(fā)分化的趨勢(shì)，此時(shí)科學(xué)家失去了控制細(xì)胞命運(yùn)的能力。

由Xing和Giallourakis領(lǐng)導(dǎo)的研究小組先前的研究表明，阻斷m 6 A可防止多能干細(xì)胞分化成特化細(xì)胞類型，同時(shí)使它們保持其關(guān)鍵的多能靈活性。

新的測(cè)序技術(shù)，稱為m 6 A-LAIC-seq，是一種新方法，科學(xué)家可以使用這種方法獲得有關(guān)RNA甲基化的有價(jià)值數(shù)據(jù)，使用專門的機(jī)器生成數(shù)億個(gè)RNA序列，并提供細(xì)胞分子特征的見解。。

“我們對(duì)有前景的數(shù)據(jù)以及現(xiàn)在可用于研究多種細(xì)胞類型(包括多能干細(xì)胞)的6 A 的新工具感到非常興奮，”Xing說(shuō)。“我們預(yù)計(jì)，我們的研究將提高多能干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的理解和應(yīng)用。”

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