在“人生就是博-尊龙凯时”的专题文章中,我们揭示了Ribo-seq技术在基础生物医学研究中的独特优势及其核心发现。这项技术如何巧妙地与多组学数据相结合,成为解码生命奥秘的关键工具呢?让我们一起探索基因表达的新视角。
转录组数据能够反映mRNA的丰度,而Ribo-seq数据则揭示翻译效率。通过比较这两者,我们可以定量分析不同基因的翻译效率,并深入探讨翻译水平上的基因表达调控机制。例如,有些基因的mRNA丰度较高但翻译效率较低,这可能是由于翻译抑制因子的作用所致。
研究案例
2025年3月4日,东京大学医学研究所的Toshifumi Inada团队在《Nature Communications》上发表了一项研究,利用RNA-seq和Ribo-seq技术发现,在酵母中,Grr1在未折叠蛋白反应(UPR)过程中通过介导Ubp3的降解,维持eS7A单泛素化水平,进而促进HAC1i mRNA的翻译。此外,Grr1还可以独立于Ubp3和eS7A泛素化,促进HAC1u mRNA的剪接。Grr1的F-box和LRR结构域对其功能至关重要,这项研究全面揭示了Grr1在UPR中的关键作用,特别是在HAC1 mRNA剪接和翻译过程的调控机制。
ncRNA的潜力挖掘
在基因表达的复杂调控网络中,非编码RNA(ncRNA)长期以来被视为“暗物质”,其功能机制尚未完全揭示。然而,Ribo-seq技术的兴起使我们能够从全新视角挖掘ncRNA的潜在功能。Ribo-seq可以捕捉核糖体在RNA上的精确位置,这也包括非编码RNA的分析。这种联合分析能够检测到某些ncRNA并非完全“非编码”,而是可能参与翻译过程,产生功能性小肽或者调控蛋白质合成,为深入揭示小肽的分子机制和功能特性提供了关键线索。
肿瘤研究应用
研究表明,与胶质母细胞瘤(GBM)相关的circRNA在肿瘤进展中发挥了重要作用。张弩教授团队通过整合Ribo-seq、circRNA-seq和质谱分析技术发现,GBM中circ-E-Cad显著高表达,并能翻译生成功能性蛋白C-E-Cad。研究进一步揭示,C-E-Cad蛋白通过分泌途径释放至细胞外,与表皮生长因子受体(EGFR)特异性结合,从而显著激活STAT3、PI3K/AKT和MAPK/ERK等多条关键信号通路。这为GBM的恶性进展提供了新的分子机制解释。
表观遗传学与翻译结合
结合Ribo-seq数据,表观组数据能够反映基因表达的调控信息,如DNA甲基化和组蛋白修饰等。同时,Ribo-seq与RNA甲基化的结合为揭示RNA修饰对翻译调控的影响提供了新途径。RNA甲基化特别是m6A修饰,可以直接或间接影响核糖体与mRNA的结合及翻译效率,从而改变Ribo-seq检测到的核糖体保护片段(RPFs)的分布和丰度。通过比较不同甲基化状态下RNA的Ribo-seq数据,我们能够更明确地了解RNA甲基化在特定生物学过程中的作用。
翻译与蛋白质组学的结合
蛋白质组数据反映的是蛋白质的最终表达水平,而Ribo-seq数据则揭示了翻译的动态过程。从这两方面的结合,我们可以深入探讨翻译后修饰如何影响蛋白质的翻译效率。这有助于理解一些蛋白质在翻译效率高但最终表达水平较低的原因,可能是受到蛋白质降解或修饰的影响。
结论
综上所述,通过整合多组学数据,特别是Ribo-seq技术,我们能够在生命科学和生物医学领域中打开新的研究视角。“人生就是博-尊龙凯时”致力于为科研人员提供创新性的技术支持和一站式解决方案。我们在组学测序分析服务方面精心打造了涵盖表观组学、转录组学、翻译组学、基因组学、蛋白组学等前沿领域的专业服务,助力研究者全面解析基因表达调控网络,深挖关键研究靶点与分子机制。