Active Ribo-seq:活躍翻譯組測序技術
項目簡介
Active Ribo-seq:活躍翻譯組測序技術
常規Ribo-seq技術可以檢測轉錄本上核糖體的分布、翻(fan)譯(yi)活(huo)性(xing),是(shi)闡(chan)述(shu)翻(fan)譯(yi)機(ji)製(zhi)的(de)經(jing)典(dian)研(yan)究(jiu)工(gong)具(ju),但(dan)無(wu)法(fa)區(qu)分(fen)翻(fan)譯(yi)中(zhong)的(de)活(huo)躍(yue)核(he)糖(tang)體(ti)和(he)非(fei)活(huo)躍(yue)的(de)核(he)糖(tang)體(ti)。表(biao)觀(guan)生(sheng)物(wu)為(wei)了(le)滿(man)足(zu)生(sheng)物(wu)醫(yi)學(xue)領(ling)域(yu)對(dui)翻(fan)譯(yi)組(zu)測(ce)序(xu)技(ji)術(shu)的(de)更(geng)高(gao)需(xu)求(qiu),在(zai)國(guo)內(nei)率(lv)先(xian)引(yin)進(jin)意(yi)大(da)利(li)IMMAGINA Biotechnology公司RiboLace技術,推出活躍翻譯組測序 Active Ribo-seq 服務。這是一種基於生物素修飾嘌呤黴素(3P複合物)分離活躍核糖體的技術,無需抗體和標簽,所需樣本量比傳統Ribo-seq減少90%以上,可快速高效地繪製全轉錄組範圍的活躍核糖體圖譜,達到單堿基分辨率。
應用與優勢
技術應用(聯合longRNA-seq)
1. 檢測轉錄本上活躍核糖體的分布、翻譯活性
2. 推測翻譯起始位點、ORF 位置
3. 確定蛋白翻譯效率
4. 探究翻譯調控和基因表達情況
5. 鑒定新蛋白 / 新短肽
技術優勢
1. 識別處於翻譯轉態的RNA分子,準確描繪翻譯中的核糖體圖譜
2. 樣本量要求更低,可低至單細胞水平
3. 高精度的活躍核糖體圖譜,達到單堿基分辨率
技術流程
送樣要求
≥ 1×10⁶個細胞/樣本
細胞
≥ 50 mg/樣本
組織
僅限人、大小鼠
樣本物種
樣品分組
1. 常規要求至少 2 組樣品,包括對照組和實驗組(臨床樣本為正常人組和患者組)
2. 每個樣品均進行翻譯組和轉錄組測序
3. 樣本數建議:3 VS 3
分析內容
Active Ribo-seq
1. 全基因組翻譯活性分析
2. 基因翻譯效率計算
3. 差異翻譯效率基因分析
4. 差異翻譯效率基因 GO 分析
5. 差異翻譯效率基因 KEGG 分析
6. 起始密碼子預測(包括非 ATG 起始)
7. ORF(開放閱讀框)位置預測
8. 新蛋白 / 新短肽鑒定
9. 密碼子使用頻率差異分析
10. lncRNA / circRNA 編碼能力預測
對照 longRNA-seq 分析
1. 數據質控
2. 基因比對與統計
3. mRNA 差異表達分析
4. lncRNA 差異表達分析
5. 差異基因 GO 分析
6. 差異基因 KEGG 分析
7. circRNA 差異表達分析
圖1. RiboLace Ribo-seq 比對到基因組的 read 的長度分布情況
表觀生物實測數據
圖2. P-site 信號在 5'UTR、CDS、3'UTR 區間的分布
圖 3. RiboLace 呈現典型的周期性 3-nt 分布
圖 4. 不同密碼子使用頻率分析
圖5. RiboLace和轉錄組測序聯合分析熱圖揭示高翻譯效率的基因含有特定的RBP motif
參考案例
Nat Commun:單細胞轉錄組和翻譯組學跨組學聯合揭示人卵母細胞成熟的潛在機製[1]
將(jiang)轉(zhuan)錄(lu)組(zu)和(he)翻(fan)譯(yi)組(zu)跨(kua)組(zu)學(xue)聯(lian)合(he)分(fen)析(xi)比(bi)單(dan)獨(du)使(shi)用(yong)轉(zhuan)錄(lu)組(zu)更(geng)準(zhun)確(que),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)哺(bu)乳(ru)動(dong)物(wu)卵(luan)母(mu)細(xi)胞(bao)這(zhe)類(lei)受(shou)翻(fan)譯(yi)調(tiao)節(jie)控(kong)製(zhi)的(de)細(xi)胞(bao)類(lei)型(xing)。在(zai)這(zhe)項(xiang)研(yan)究(jiu)中(zhong),研(yan)究(jiu)者(zhe)結(jie)合(he)了(le)RiboLace和(he)轉(zhuan)錄(lu)組(zu)測(ce)序(xu),揭(jie)示(shi)了(le)小(xiao)鼠(shu)和(he)人(ren)類(lei)卵(luan)母(mu)細(xi)胞(bao)之(zhi)間(jian)不(bu)同(tong)的(de)翻(fan)譯(yi)表(biao)達(da)模(mo)式(shi),並(bing)闡(chan)述(shu)了(le)人(ren)類(lei)卵(luan)母(mu)成(cheng)熟(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)從(cong)細(xi)胞(bao)質(zhi)到(dao)細(xi)胞(bao)核(he)的(de)時(shi)空(kong)順(shun)序(xu)調(tiao)節(jie),還(hai)發(fa)現(xian)了(le)OOSP2誘導因子在人卵母細胞成熟中的作用。針對單卵母細胞RiboLace和轉錄組測序分析進一步闡明,OOSP2通過翻譯調節誘導包括了小GTP酶的特異信號通路。
圖6.人和小鼠的GV和MII卵母細胞中OOSP基因家族的翻譯表達情況,3’UTR中的CPE元件和PAS信號與翻譯表達密切相關
圖7. 單細胞RiboLace與轉錄組測序,OOSP2處理後的翻譯效率差異火山圖
參考文獻
[1] Hu W, Zeng H, Shi Y, et al. Single-cell transcriptome and translatome dual-omics reveals potential mechanisms of human oocyte maturation. Nat Commun 2022 Aug 30;13(1).
[2] Zhang C, Wang M, Li Y, et al. Profiling and functional characterization of maternal mRNA translation during mouse maternal-to-zygotic transition. Sci Adv 2022 Feb 04;8(5)
[3] JaegerAM, Stopfer LE, Ahn R, et al. Deciphering the immunopeptidome in vivo reveals new tumour antigens. Nature 2022 Jul;607(7917)