• 翻译组测序(Ribo-Seq)技术

     

     

     

    技术简介:

     

    核糖体印迹测序(Ribo-Seq),是一种翻译组学研究技术,又被称为Ribosome Profiling。其基本原理是利用翻译抑制剂使核糖体固定在正在翻译的mRNA序列上,随后分离核糖体并提取纯化核糖体上未被消化的短片段mRNA(长度约为30nt),从而精准地获取正在翻译过程中的mRNA序列信息。这一技术能够实时提供全转录组范围内正在翻译的序列信息,赋予研究者从分子层面深入探究蛋白组翻译动态的能力。借助Ribo-Seq,科研人员不仅能精准把握蛋白质的翻译水平,更能细致了解其翻译过程的各个环节。

     

    Ribo-Seq技术原理:先利用翻译抑制剂处理细胞或组织,使核糖体在mRNA上固定。随后进行核酸酶消化,降解游离mRNA,富集核糖体-mRNA复合物,并获得核糖体保护片段(RPFs)。之后去除rRNA,并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)胶纯化,精准提取目标RNA片段。再经过文库构建、测序及数据分析,最终精确测定样品的蛋白翻译水平。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Ribo-Seq流程图

    (Stark et al., Nature Reviews Genetics, 2019)

     

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    案例一:NAT10介导mRNA胞嘧啶N4-乙酰化在T细胞扩增和抗病毒免疫中的关键作用

    原文:A critical role of N4-acetylation of cytidine in mRNA by NAT10 in T cell expansion and antiviral immunity

    发表时间:2025/3/5

    发表期刊:Nature Immunology

    影响因子:27.7

    发表单位:复旦大学医学院附属中山医院&金山医院

     

     

    研究显示,激活过程中T细胞上调N-乙酰转移酶10(NAT10)表达,该酶负责mRNA的ac4C修饰。ac4C修饰的Myc mRNA翻译效率更高,促进MYC蛋白合成,支持T细胞快速扩增。在小鼠T细胞中条件性敲除Nat10导致细胞周期停滞和因MYC缺乏引起的扩增受限,最终在急性淋巴细胞性脑膜炎病毒模型中加剧感染。该研究揭示了调控T细胞扩增的机制以及ac4C修饰在T细胞介导免疫反应中的生物学意义。本文中利用Ribo-Seq探究了ac4C修饰在mRNA翻译过程中的作用,特别是对Myc mRNA翻译效率的影响,解决了ac4C修饰如何影响蛋白质合成的问题。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    图注.比较ac4c(+)与ac4c(-)转录本的翻译效率

     

     

     

     

    案例二:卡里霉素通过直接结合病毒移码刺激元件RNA假结降低程序性-1核糖体移码效率抑制冠状病毒复制

    原文:Carrimycin inhibits coronavirus replication by decreasing the efficiency of programmed -1 ribosomal frameshifting through directly binding to the RNA pseudoknot of viral frameshift-stimulatory element

    发表时间:2024/6/14

    发表期刊:Acta Pharmaceutica Sinica b

    影响因子:14.7

    发表单位:中国医学科学院北京协和医学院

     

     

    ​​​​​​​由于SARS-CoV-2在全球大流行及不断出现的变异株,因此迫切需要研发具有广谱抗病毒活性的小分子口服药物。卡里霉素作为一种新的大环内酯类抗生素,也是SARS-CoV-2抗病毒候选药物。研究发现,卡里霉素可以直接与冠状病毒框移刺激元件(FSE)RNA假结合,阻断病毒蛋白从ORF1a向ORF1b的翻译转换,进而减少病毒复制和转录复合体核心组分的水平。鉴于FSE机制在所有冠状病毒中的关键性,卡里霉素有望成为一种针对人类冠状病毒的新型广谱抗病毒药物,这一发现为冠状病毒变异株的抗病毒药物研发开辟了新方向。本研究中,通过Ribo-Seq技术,研究卡里霉素是否通过影响病毒RNA复制过程中关键的翻译切换机制来抑制病毒非结构蛋白的表达。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    图注:对hCoV-229E gp1(ORF1ab)基因组内的Ribo-Seq读数进行分析

     

     

     

     

     

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    云序优势

     1.一站式服务:

    客户只需提供细胞、组织或分离的RPF,云序生物为您完成从样本富集,文库制备,上机测序到数据分析整套服务流程。

    2.优化的实验流程:

    RPFs富集效率是决定Ribo-Seq数据质量的核心要素。云序生物采用精心优化的Ribo-Seq实验流程,确保了RPFs富集的高效性。

    3.严格的质控:

    在Ribo-seq实验的各个环节,云序生物实施全方位、全流程的严格质量控制。从样本处理到数据分析,每一步都进行精密监控与严格评估,确保实验数据的可靠性与精准性,保障客户得到优质、可信的研究成果。

    4.专业的生物信息学分析:

    云序生物具有专业的生物信息学团队,能够满足客户的各类深入数据分析需求。

     

     

    数据分析(仅供展示 详见demo报告)

    1. 差异基因GO和KEGG通路分析

    通过高通量测序及生信分析,获得不同样本间差异基因GO和KEGG通路分析。下图展示前10位差异基因的KEGG通路。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    2. Ribo-Seq样品间相关性分析

    Ribo-Seq数据分析中,样品间基因翻译水平相关性是检验实验可靠性和样本选择合理性的重要依据。聚类图中,横坐标代表样本聚类,一列对应一个样本,聚类依据为样本间基因翻译水平的相似性。样本间基因翻译水平越相近,彼此距离越近,且能够聚集在同一分支内。纵坐标代表基因,一行对应一个基因,聚类则基于基因在不同样本中的翻译水平相似性。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    3. P-site分析

    翻译过程中,核糖体相对于RNA以密码子长度(3 nt)为单位移动。因此,以P位点为基准,来源于正常翻译过程的RPF片段应该在RNA上呈现3碱基的周期性分布。一般翻译起点在start-codon上游12nt,距离stop-codon 15nt逐渐消失,这是判断RNA是否被翻译的直接证据。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    4. 差异翻译效率(TE)基因分布情况

    散点图可直观展示每个分组比较的差异TE基因分布情况。红色圆点表示上调超过设定Fold Change阈值的RNA,绿色圆点表示下调超过设定Fold Change阈值的RNA。紫色圆点表示RNA表达量在两组之间的差异倍数小于设定Fold Change阈值。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    5. 差异TE基因的GO和KEGG富集分析

    对差异TE基因进行功能分类,下图展示前10位差异基因的KEGG通路。

     

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  • 样本要求:

    样品类型:

    动物组织、植物组织、细胞、菌类以及分离的RPF(核糖体复合物)。

    样品量:

    a)细胞:≥4×10^7

    b)动物组织:建议3 g(最低400 mg)

    c)植物组织:建议3 g(最低400 mg)

    d)细菌:≥4×10^7

    e)RPF:≥200 ng/ µL,10 µL以上

    样品的运输与保存:

    样品运输:样品置于1.5 mL管或冻存管中,封口膜封好,干冰运输。

    样品保存:细胞样品或新鲜组织块液氮速冻后置于-80℃保存。

技术服务

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