来源:DeepTech深科技
日前,武汉大学博士毕业生、目前正在美国芝加哥大学从事博士后研究的吴晋军,和所在团队通过使用 ARTR-seq 这一转录组测序技术,让研究核斑点功能和 RNA 定位测定向前迈出了一步,也为揭示核斑点在 RNA 剪接中的作用做出了一定贡献。
研究中,吴晋军系统性地探讨了核斑点的功能,并揭示了其在 RNA 剪接以及其他相关生物过程中的角色。针对与核斑点相关的疾病机制,本次研究提供了新的视角和理论基础。
相比 APEX(engineered ascorbate peroxidase)和 TSA-seq(tyramide signal amplification sequencing)等传统方法,吴晋军等人使用的 ARTR-seq 方法具有更高的精确度,在转录物定位分析上有着显著突破。
当针对 ARTR-seq(reverse transcription–based RNA binding protein binding sites sequencing)方法加以扩展之后,还能更好地研究靶向核斑点的转录组。
此前已有研究表明,核斑点与癌症以及神经性疾病存在密切关联。而通过应用这一方法,可以识别与特定癌症相关的核斑点转录组的变化,从而助力于揭示新的癌症标志物。
此外,对于阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈症等神经系统疾病患者来说,当针对他们的核斑点加以研究,就能发现其与正常人在 RNA 剪接和核斑点定位上的差异,从而助力于通过干预 RNA 剪接来治疗神经疾病。
同时,ARTR-seq 方法有望成为研究无膜细胞器功能的通用型工具。它能有效捕获与抗体锚定点相邻的转录物,因此可以通过更换靶向抗体,来研究核仁、P 小体(P body)、卡哈尔体(Cajal body)等其他细胞器的功能。
总的来说,对于无膜细胞器的深入研究,将增强人们对于细胞功能、疾病机制和生物技术应用的理解。
(来源:Science Advances)
据吴晋军介绍,在真核细胞中,无膜细胞器是一种普遍的存在。并且,无膜细胞器会广泛地参与基因表达、信号转导和应激反应、核糖核蛋白复合体的加工与组装。
核斑点,则是高等真核细胞核内最重要的无膜细胞器之一,它里面含有许多剪接体成分或剪接调节因子。
核斑点的组成或形态变化,常常与癌症、感染以及神经系统疾病相关。然而,人们对于核斑点的基本功能尚未明确,因此很难深入理解这些疾病的发病机制以及核斑点在其中的作用。
目前,关于核斑点的研究仍存在若干未解决的问题,主要包括:
首先,是否所有基因都依赖核斑点进行共转录或转录后剪接?这一问题会涉及到核斑点的普遍性和必要性。
其次,如果并非所有基因都依赖核斑点,那么哪些转录物会利用核斑点进行剪接?这些转录物具有什么特征?这一问题则与不同类型转录物在核斑点中的作用和机制密切相关。
费静怡教授,是吴晋军目前在芝加哥大学的合作导师。前者在博士后期间便开始研究核斑点的结构和功能。
(来源:Science Advances)
未来,他们将进一步地测试不同序列特征如何决定 RNA 的核斑体定位,以便全面验证序列依赖性。
通过使用高通量筛选和定量成像技术,其将验证不同 RNA 序列和剪接增强子在核斑体中的定位特性,借此将能建立更加详细的序列定位规则,从而用于研究核斑体对 RNA 的选择机制。
此外,他们将针对疾病进行探索,鉴于核斑体定位对基因表达的调控作用,其将探索该机制在遗传性疾病中的应用潜力。
特别是在涉及剪接变异的疾病,比如在某些癌症和肌营养不良症中的应用,通过此他们希望探索这些序列特征对于细胞活动的影响,以及探索它们在不同疾病模型中的作用。
参考资料:
1.Wu, J., Xiao, Y., Liu, Y., Wen, L., Jin, C., Liu, S., ... & Fei, J. (2024). Dynamics of RNA localization to nuclear speckles are connected to splicing efficiency. Science Advances, 10(42), eadp7727.
排版:刘雅坤、何晨龙
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