《Nature》子刊:RNA定序法大突破 揭開細胞調控「潘朵拉之盒」

2021/04/06
《Nature》子刊:RNA定序法大突破 揭開細胞調控「潘朵拉之盒」
美國時間5日,美國加州大學河濱分校(University of California Riverside, UCR)的研究團隊,於最新一期《Nature Cell Biology》中發表一種新型的RN
美國時間5日,美國加州大學河濱分校(University of California Riverside, UCR)的研究團隊,於最新一期《Nature Cell Biology》中發表一種新型的RNA定序法「PANDORA-seq」,不僅有助於探索過去無法被定序的經修飾小型RNA (modified small RNA),更有望協助診斷工具、藥物探索或再生醫學的基礎研究。
 
帶領此研究的通訊作者,是UCR醫學院生醫科學系助理教授Qi Chen。他表示,PANDORA-seq可廣泛用於各種生理條件或疾病的研究,透過高通量的RNA定序建構出RNA組成的整體輪廓,尤其是可能扮演著關鍵調節角色的小型RNA。
 
這項定序技術的全名為「藉由克服RNA修飾而中止定序的RNA全貌展示」(Panoramic RNA Display by Overcoming RNA Modification Aborted Sequencing, PANDORA-seq),其透過逐個步驟的酵素處理,移除掉RNA的修飾,就像是打開小型RNA的潘朵拉之盒(Pandora’s box)。
 
所謂的小型RNA,在健康及疾病中扮演重要角色,包括癌症、糖尿病、神經性疾病和不孕(infertility),並可在化學官能基的修飾下獲得新的功能。種類則包含了:微型RNA (microRNA)、Piwi交互作用RNA(piwi-interacting RNA, piRNA)、轉運RNA衍生之小型RNA (tsRNA)、核醣體RNA衍生之小型RNA (rsRNA)等。
 
Chen表示,科學界過去對小型RNA的瞭解,就像是盲人摸象。經修飾的小型RNA就像是穿上一層隱形斗篷,使得傳統的RNA定序方法難以偵測。有了這項工具,就能解答小型RNA有多少、它們來自哪裡、有什麼功能······等科學問題。
 
目前,研究團隊藉由這項技術意外發現,哺乳類細胞中的小型RNA組成,主要是tsRNA、rsRNA主宰,而不是過去所認定、會調控細胞製造蛋白質種類及數量、同時也研究最透徹的microRNA。
 
共同通訊作者UCR生化系助理教授Sihem Cheloufi表示,他們也首次揭開體細胞(somatic cells)經過重編程、成為誘導性多能幹細胞(iPSC)的RNA動態變化,並發現有些tsRNA和rsRNA,甚至可能會影響胚胎幹細胞的譜系分化(lineage differentiation)。
 
Cheloufi表示,研究團隊接下來將研究tsRNA、rsRNA是如何在細胞內被製造,以及它們在幹細胞中的功能,以及在細胞發育過程中如何決定細胞的命運。這些問題的解答將有助於開發診斷工具、找出治療標靶,也能推進再生醫學。
 
參考資料:
https://news.ucr.edu/articles/2021/04/05/new-method-expands-world-small-rnas
 
(編譯 / 吳培安)