Nature子刊：追蹤RNA動(dòng)態(tài)的新方法
日期：2011-04-26 08:32:33
近日來(lái)自美國(guó)哈佛-麻省理工博德研究所的科學(xué)家們開發(fā)了一種具有高分辨率及廣泛適用特性的新技術(shù)用于追蹤細(xì)胞內(nèi)的RNA動(dòng)態(tài)。研究人員稱這項(xiàng)新技術(shù)為科學(xué)家們了解那些必需RNA分子的生命過程開啟了多個(gè)新窗口，并將幫助他們了解細(xì)胞中的異常分子事件。相關(guān)研究論文在線發(fā)布在4月24日的《自然生物技術(shù)》（Nature Biotechnology）雜志上。
“盡管近年來(lái)人們?cè)絹?lái)越多地意識(shí)到RNA生命過程是疾病發(fā)生的中心環(huán)節(jié)，然而相對(duì)于許多其他的細(xì)胞過程我們對(duì)RNA的生命周期確實(shí)知之甚少，”論文共同資深作者、美國(guó)哈佛-麻省理工博德研究所負(fù)責(zé)人Aviv Regev說(shuō)道。
細(xì)胞內(nèi)RNA的合成與降解過程通常處于一個(gè)相對(duì)平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致RNA水平亦處于動(dòng)態(tài)變化中。在對(duì)某些刺激產(chǎn)生反應(yīng)的過程中細(xì)胞內(nèi)RNA分子水平總是相應(yīng)地發(fā)生變化。Regev與同事們共同開發(fā)出一種新方法通過檢測(cè)RNA生成與降解的數(shù)量對(duì)RNA生命過程的幾個(gè)不同階段進(jìn)行了解析。在新研究中，科學(xué)家們選擇了樹突狀細(xì)胞（一種參與介導(dǎo)免疫反應(yīng)的細(xì)胞）作為檢測(cè)模型。他們將這些樹突狀細(xì)胞暴露在一種類似病原體的刺激物中，進(jìn)而檢測(cè)了細(xì)胞處理前后的RNA改變。
“我們想了解細(xì)胞是如何調(diào)控RNA水平的？調(diào)控是發(fā)生在RNA分子合成、加工還是降解的過程中？”論文的第一作者，哈佛-麻省理工的博德研究所研究生Michal Rabani說(shuō)：“其中的每一個(gè)步驟都有可能影響細(xì)胞中活性RNA分子的水平。想要了解細(xì)胞出現(xiàn)異常時(shí)到底發(fā)生了什么，那么我們就不得不了解它們本應(yīng)該正常發(fā)揮功能的機(jī)制。”
在新研究中，研究人員針對(duì)地檢測(cè)了特異的樹突狀細(xì)胞所有基因的表達(dá)改變。新技術(shù)具有的廣泛適用度及特異性確保了研究人員對(duì)全過程中RNA水平的變化進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察。科學(xué)家們利用一種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合適用于mRNA分子計(jì)數(shù)的新測(cè)序方法追蹤了新生成RNA分子的生命過程。進(jìn)而科學(xué)家們獲得了mRNA剪接或加工過程兩個(gè)步驟之間的一些意外的研究發(fā)現(xiàn)。“這就是測(cè)序的優(yōu)點(diǎn)：它能使你獲取到意料之外的廣闊的景象，”Regev說(shuō)。
新技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵特征是能夠使研究人員在非常短的時(shí)間間隔中獲取RNA水平的“快照”。將這些快照串聯(lián)在一起不僅能夠揭示RNA水平變化的機(jī)制，還適用于其他方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的對(duì)短時(shí)、間期RNA生命過程的檢測(cè)。“這為我們進(jìn)入RNA世界開啟了多個(gè)窗口，”Amit說(shuō)。
“這項(xiàng)新技術(shù)將在未來(lái)廣泛應(yīng)用到疾病的研究中，例如用于解析在癌癥或其他疾病中影響RNA生命過程的突變基因。在過去即使我們知道存在著基因突變，并對(duì)該基因的功能持有質(zhì)疑，卻仍然很難在細(xì)胞的這些過程中對(duì)突變的效應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，”Regev說(shuō)：“我們期望這項(xiàng)新技術(shù)能夠幫助其他研究人員更深入地了解基因突變擾亂RNA水平，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)合成的機(jī)制。”
“現(xiàn)在我們正致力將完整的過程分解為多個(gè)單獨(dú)步驟來(lái)解析RNA的水平，以了解在每個(gè)步驟中發(fā)生了什么，以及它們是如何相互影響從而導(dǎo)致了最終的結(jié)果，”Rabani說(shuō)：“這是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它將有可能最終幫助我們了解到異常的根源。”
