Poly(A)长度检测和定量解决方案——TAIL Iso-seq
除个别哺乳动物组蛋白的转录本(transcripts)外,真核生物几乎所有mRNA都带有Poly(A)尾。Poly(A)尾是在转录的同时添加到mRNA上的,是成熟mRNA由细胞核外运至胞浆必需的。Poly(A)尾部代谢与基因表达密切相关,研究Poly(A)长度变化可对理解生命活动中基因/转录本的转录调控机理提供强有力的理论指导。
不同物种间Poly(A)尾的长度差异很大,如人Poly(A)长度平均是250-300nt,酵母平均是70-80 nt,拟南芥平均是51 nt。
Poly(A)长度研究案例
TAIL Iso-seq——可分析Poly(A)特征的全长转录组测序
TAIL Iso-seq是指基于Nanopore测序平台进行的全长转录本测序,保留了全长Poly(A)尾长度信息。TAIL Iso-seq除准确分析可变剪接、融合基因、鉴定新异构体,精确定量转录本表达水平之外,更能全面检测转录本的Poly(A)长度分布,直接反映Poly(A)长度对转录本表达的调控作用。
TAIL Iso-seq特色分析内容
转录本的Poly(A)长度分布
组间基因/转录本水平的Poly(A)长度差异分析
Poly(A)长度与转录本表达的关联分析
3’UTR长度和poly(A)长度的联合分析
APA和Poly(A)长度的联合分析
拟解决生物学问题
解构翻译激活和mRNA稳定中的关键事件:
Poly(A)是动物胚胎发育中的主要调节因子;Poly(A)尾长度与翻译效率正相关。
解析Poly(A)尾长度如何控制mRNA代谢:
与PNPT1蛋白结合,促进mRNA降解;
探究植物防御机制:
Poly(A)结构是植物体区分敌友的关键
寻找基于mRNA的治疗手段和疫苗的分子靶点:
Poly(A)可以作为肿瘤的药物靶点
案例解析
植物全长RNA图谱揭示了Poly(A)长度的组织特异性和进化保守性(Nature Plants,IF=17.352)
Poly(A)尾是真核生物mRNA的标志之一,在调节mRNA代谢和翻译中起重要作用。Poly(A)的长度受到Poly(A)聚合酶和去腺苷化酶的动态调控。然而目前植物mRNA Poly(A)尾信息的资源仍相对匮乏。
该研究选取拟南芥的7种不同组织,以及玉米、水稻、大豆的茎组织。共构建了20个FLEP-seq2文库,使用Nanopore MinION芯片进行测序,建立了包含拟南芥7个不同组织以及水稻、玉米、大豆茎的带有Poly(A)信息的全长转录组数据库。数据库显示不同物种的Poly(A)长度分布非常相似,但也有一些差异:与拟南芥相比,水稻茎有更多的带有极短Poly(A)尾的转录本。但同源基因的Poly(A)尾长在不同物种中相对保守,可能自然选择的结果。该数据库能够在不同组织和不同物种的单基因水平对植物Poly(A)尾进行全基因组表征研究。
参考文献:
Jia J, et al. An atlas of plant full-length RNA reveals tissue-specific and monocots-dicots conserved regulation of Poly(A) tail length. Nature Plants. 2022