RIC-seq: RNA與RNA相互作用
RIC-seq
描繪全局RNA三維互作圖譜
RIC-seq（RNA In situ conformation sequencing）是一種能在細胞原位水平上捕獲RNA高級結構及分子之間相互作用位點的新技術。RIC-seq能夠對細胞中mRNA和非編碼RNA的構象和組織規律，繪製全基因組增強子-啟動子調控網絡圖譜，並闡明增強子激活癌基因轉錄的新機製。利用 RIC-seq 技術還可係統分析重大疾病相關突變對 RNA 高級結構和作用靶標的影響，這將有望揭示非編碼區突變的致病機理，並為臨床診斷和治療奠定基礎。
圖1. RIC-seq技術流程[1]
技術原理
RIC-seq技術的基本流程是對細胞進行甲醛交聯以固定蛋白質介導的RNA-RNA原位相互作用，之後在保持細胞完整性的情況下進行膜穿孔，並利用微球菌核酸酶處理以去除遊離的RNA片段；然後在RNA的3'末端進行pCp-biotin標記並在原位進行近端連接；最後，裂解細胞，提取總RNA，純化含有C-biotin標記的嵌合體RNA片段進行建庫測序。
送樣要求
≥1×10^7個細胞/樣本
樣本類型：活細胞
僅限人、大小鼠，其他物種需評估
樣本物種
應用與分析
技術應用
1.鑒定細胞核內rna-rna相互作用
2.係統分析核內非編碼RNA的高級結構和作用靶標
3.繪製RNA分子高級結構
4.構建RNA三維作用圖譜
5.揭示非編碼區突變的致病機理
基本分析
1. 序列比對分析
2. RNA表達分析及互作頻率排序
3. 構建互作組矩陣
4. 增強子-啟動子調控網絡構建
5. 差異互作關係分析
高級分析
1. 差異互作與差異表達基因關聯分析
2. 差異互作區域或差異互作RNA與GWAS關聯分析
3. 三維基因組調控網絡圖繪製
4. 特定RNA 分子高級結構繪製
分析示例
樣本相關性圖
高可信互作分子分布圖
Hub RNA 鑒定
Hub RNA與RNA表達量小提琴圖
參與核心調控回路的 eRNA-uaRNA 互作熱圖
ua-hubRNA在TCGA數據庫18種常見癌症表達譜變化
案例
Cai Z, et al. Nature, 2020. RIC-seq技術繪製細胞內RNA-RNA的原位三維作用圖譜[1]
RIC-seq技術發現增強子和啟動子非編碼RNA之間的相互作用，可用於推斷其調控網絡，並詳細解析超級增強子lncRNA CCAT1-5L與RNA結合蛋白hnRNPK、MYC啟動子和增強子RNA結合以改變染色質構象，進而調控癌基因MYC轉錄的新機製。該技術不僅檢測RNA的高級結構，而可鑒定各類非編碼RNA的作用靶標，為後續深入研究非編碼RNA及其功能性提供全新的新技術。此外，該技術可以應用於病毒RNA的結構與靶標的研究。
1. 捕獲rRNA和lncRNA的3D結構
圖2. H. 將基於RIC-seq的3D互作圖譜與28S rRNA12的冷凍電鏡(cryo-EM)模型進行對比。深灰色標記的區域為冷凍電鏡中未檢測到的互作區域。Box1、2和3分別對應右圖不同類型的RNA-RNA相互作用。I圖：ROC分析顯示RIC-seq檢測28S rRNA結構的性能，正確率為89%。
2.全局RNA互作圖譜
圖3. A. 從HeLa細胞的RNA 3D圖譜中，作者鑒定出2307個RNA拓撲結構域，進而鑒定出642個“hub RNA”，包括lncRNA NEAT1 和MALAT1，表現出廣泛的反式互作。
D. RIC-seq鑒定出3種RNA前體的拓撲結構域。
3. 增強子-啟動子RNA相互作用圖譜
圖4. F&G. 超級增強子具有更強的RIC- seq信號，並且比普通增強子跨越更長的距離與其他RNA相互作用；H. 利用Cytoscape展現RIC-seq檢測到的全基因組增強子-啟動子和啟動子-啟動子網絡。
客戶文章
1. Lu B, Chen S, Guan X, et al. Lactate accumulation induces H4K12la to activate super-enhancer-driven RAD23A expression and promote niraparib resistance in ovarian cancer. Mol Cancer. 2025;24(1):83. Published 2025 Mar 19.
2. Wang JY, Zhang XP, Zhou HK, et al. The selective sponging of miRNAs by OIP5-AS1 regulates metabolic reprogramming of pyruvate in adenoma-carcinoma transition of human colorectal cancer. BMC Cancer. 2024;24(1):611. Published 2024 May 21.
參考文獻
[1] Cai Z, Cao CC, Ji L. et al. RIC-seq for global in situ profiling of RNA-RNA spatial interactions. Nature,2020, 582, 432-437.