Nature Methods发布重磅结果：新测序技术——Ribose-seq
王环宇
健康小灵通
发布时间：2015-01-29 19:37
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核糖核苷酸是
RNA
的基本单位,它们会在
DNA
复制和修复过程中嵌入基因组
DNA
进而影响基因组的稳定性。然而,迄今为止人们还无法鉴定和定位这些插入
DNA
的核糖核苷酸。
为此,乔治亚理工学院和科罗拉多大学的科学家们开发了一种新测序技术,
Ribose-seq
。该技术可以鉴定和分析插入基因组
DNA
的核糖核苷酸,适用于包括人类在内的多种生物。这一成果发表在一月二十六日的
NatureMethods
杂志上。
研究人员利用这一技术在酿酒酵母的细胞核和线粒体
DNA
中,绘制了核糖核苷酸的完全图谱,鉴定了核糖核苷酸插入的
“
热点
”
区域。研究显示,核糖核苷酸嵌入很普遍但并不是随机发生的。
“
核糖核苷酸是
DNA
中丰度最高的非标准核苷酸,但迄今为止人们还无法确定它们的位置和类别,
”
乔治亚理工学院的副教授
FrancescaStorici
说,他与科罗拉多大学的助理教授
JayHesselberth
共同领导了这项研究。
“
核糖核苷酸插入会改变
DNA
的结构和功能。
”
核糖核苷酸里的羟基
OH
能使
DNA
发生扭曲,形成敏感性位点。值得注意的是,
OH
和碱性溶液之间的反应,会让
DNA
更容易被切割。
Ribose-seq
就是利用这一反应来检测核糖核苷酸插入事件的。
研究人员先在核糖核苷酸处切割
DNA
然后在此基础上构建
DNA
文库,文库中的
DNA
序列包含核糖核苷酸插入位点及其上游序列。随后,他们对文库进行高通量测序,将测序读取与参考基因组进行比对,最终获得
rNMP
插入事件的基因组图谱。
“Ribose-seq
能够特异性直接捕捉嵌入
DNA
的核糖核苷酸,
”Storici
指出。
“
这一技术适用于任何基因组
DNA
(从细胞核基因组、质粒
DNA
到线粒体
DNA
,不需要进行标准化。
Ribose-seq
还可以在
DNA
遭遇环境压力发生断裂和脱碱基时分析
rNMP
。
”
核糖核苷酸里的羟基是
ribose-seq
的关键,
“OH
是核糖核苷酸特有的
”
文章的第一作者
KyungDukKoh
说。
研究人员在酿酒酵母中对这一方法进行了验证。
“
不论是核糖核苷酸的插入位点,还是核糖核苷酸的组成都存在偏好,
”Koh
说。
“
我们找到了核糖核苷酸插入基因组的一些热点。
”
人们可以在此基础上鉴定不稳定的基因组区域,理解它们对
DNA
性能和活性的影响。
下一步,研究人员将把
ribose-seq
用于其它
DNA
“
这一技术可以用于任何生物的任何细胞类型,只要能提取出基因组
DNA
”Koh
说。
除了
DNA
修复和复制以外,药物、环境压力和其它因子造成的损伤也会使核糖核苷酸插入
DNA
。而
Ribose-seq
可以帮助人们研究这些过程产生的影响。
“Ribose-seq
能让我们更好的理解核糖核苷酸对
DNA
结构和功能的影响,
”Storici
说。
“
鉴定特征性的核糖核苷酸插入,可以找到人类疾病的新生物学指标,比如癌症和退行性疾病。
”
