科學(xué)家開發(fā)出測量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)修飾的詳細信息，并在多能干細胞轉(zhuǎn)化為其他類型細胞的能力中發(fā)揮重要作用。該方法可以促進科學(xué)家在再生醫(yī)學(xué)中使用干細胞，因為多能干細胞可以轉(zhuǎn)變?yōu)轶w內(nèi)的任何細胞類型。該研究發(fā)表在“ 自然方法 ”雜志上，概述了新的測序技術(shù)，該技術(shù)可測量基因組中每個基因甲基化或化學(xué)修飾的RNA百分比。

RNA在細胞內(nèi)起著重要作用; 它攜帶來自DNA的遺傳信息。這些信息指導(dǎo)細胞使蛋白質(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RNA分子的甲基化調(diào)節(jié)RNA活性知之甚少。這項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在細胞中存活的時間和蛋白質(zhì)的含量它會產(chǎn)生。第m 6的變形例是對蛋白生產(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，他也是加州大學(xué)洛杉磯分校定量和計算生物科學(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疾病的信息，因為RNA的m 6 A水平在患病細胞中可能與健康細胞不同。研究人員還可以使用有關(guān)m 6 A水平的信息來深入了解多能干細胞轉(zhuǎn)化為其他類型細胞的能力。

多能干細胞具有兩種獨特的能力。它們可以變成體內(nèi)的任何特化細胞，如皮膚，骨骼，血液或腦細胞; 這個過程被稱為“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)的進步帶來了巨大希望。但科學(xué)家們特別關(guān)注如何控制多能干細胞分化為安全且完全能夠再生衰老或患病組織的特化細胞類型的過程。另一個挑戰(zhàn)是在實驗室中維持多能干細胞，因為它們具有自發(fā)分化的趨勢，此時科學(xué)家失去了控制細胞命運的能力。

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可防止多能干細胞分化成特化細胞類型，同時使它們保持其關(guān)鍵的多能靈活性。

新的測序技術(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甲基化的有價值數(shù)據(jù)，使用專門的機器生成數(shù)億個RNA序列，并提供細胞分子特征的見解。。

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

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