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转录调控测序

Ribo-seq:揭示 ncRNA 的 sORF 及翻译产物功能研究

期刊:Nature; IF 41.456
样本类型:哺乳动物细胞样本
分组:对照组 vs 脂多糖处理;对照组 vs 细菌感染组

主要结果:

1.核糖体结合片段中约90%为蛋白编码基因,约10%为非编码转录本;
2.结合转录组测序计算翻译效率(TE),得到lncRNA翻译的直接证据;
3.细菌感染过程中高表达的lncRNA中约35%具有核糖体印记;
4. 在对照组vs脂多糖处理组中:通过RibORF、RiboCode、ORFfinder分别预测具有核糖体印记的lncRNA的小ORF(长度小于300nt的 sORF),总结起始密码子分布规律:ATG 45%,:CTG 20%,GTG 19%,TTG 16%.
5. 通过翻译效率+ - RiORF&RiboCode预测+ - RRS+(核糖体释放评分)关联分析得到lncRNA可靠的sORF约96个。
6.脂多糖处理显著提高aw112010的表达,且预测其含有sORF,质谱及蛋白产物检测发现该sORF可得到稳定的蛋白产物,且在细菌感染 过程中会显著积累。基因敲除实验进一步验证了该蛋白的功能。

小节:越来越多的研究证明,非编码RNA基因不仅可与核糖体结合,还可翻译产生活性蛋白。如miRNA前体,circRNA滚动翻译,lncRNA的 sORF翻译等。本文报道的lncRNA中sORF可翻译产生蛋白质,并在宿主防御和炎症疾病中起关键功能作用。进一步的工作正在进行中, 以揭示其他已确定的sORF的作用。作者建议,需要重新评估人类蛋白质编码基因组,以识别可能对人类健康和疾病有重大影响的神秘 ORF蛋白产物。

Ribo-seq:热激响应机制研究

期刊:Nature;IF 41.456
样本类型:哺乳动物细胞
样本分组:对照组 vs 热激处理

主要结果:

1. 热激选择性提高上调mRNA的5’UTR甲基化水平原理在于抑制了去甲基化酶FTO的作用;
2. 热激不仅导致转录本5‘UTR甲基化水平和转录水平提高,通常也会增加翻译水平(核糖体印记),尤其是热休克蛋白。
3.选择热休克蛋白Hsp70进一步研究:敲除YTHDF2以后,Hsp70mRNA的5’UTR甲基化下降,mRNA水平不变,但Hsp70蛋白合成量下降,原因在于甲基化 水平降低抑制了不依赖帽结构的翻译水平。

结论: 选择性翻译与甲基化的关系:用虫荧光素做标记,将m6A转染。如果基因有5’UTR荧光信号就会增强。并以ApppG代替m7Gm帽子。发现只有5’UTR存在的时 候才会有甲基化选择性翻译的现象,表明这是一种促进了不依赖帽结构的翻译过程。通过Ribo-seq的motif分 析,发现热休克蛋白的5’UTR中103A甲基化对翻译起始起关键作用。

References:
[1] Jackson R, Kroehling L, Khitun A, et al. The translation of non-canonical open reading frames controls mucosal immunity [J]. 2018. Nature.
[2] Zhou J, Wan J, Gao XW, et al. Dynamic m6A mRNA methylation directs translational control of heat shock response[J]. 2015.Nature.

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