Nature Cell Biology：研究人员创建出RNA结合蛋白靶标研究新方法

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Nature Cell Biology：研究人员创建出RNA结合蛋白靶标研究新方法
, ?, s! F$ O$ w) Z来源：生物物理所 2021-06-14 08:323 W' W; f1 U  ~% Z7 U% P2 i  Q5 _
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中国科学院生物物理研究所研究员薛愿超课题组及其合作者在Nature Cell Biology上，在线发表了题为Global profiling of RNA-binding protein target sites by LACE-seq的论文。! t+ f* T" G5 ^; A! W

9 v5 l( V, r) U0 A0 }人类基因组编码了约1500个RNA结合蛋白（RNA-binding protein， RBP），它们往往通过结合RNA分子上的特定基序或结构元件而调控细胞内各种RNA分子的加工、定位、翻译和稳定性等。研究表明，RBP在早期生殖、个体发育、细胞分化、增殖和凋亡等几乎所有的生理过程中都发挥了关键的调控作用。RNA结合蛋白的突变会导致多种遗传性疾病，比如，FUS和TDP43的突变可导致肌肉萎缩性侧索硬化症，而U2AF35、SF3B1等的突变会导致骨髓增生异常综合症的发生。准确鉴定RBP的结合靶标及精确结合位置是理解其生理和病理调控机制的前提。" F3 r; A% P; T5 ^7 \3 K

2 D5 ^; ?# z1 M/ l/ m目前，常用的鉴定RBP靶标的方法主要有RIP-seq和CLIP-seq。由于这两种方法均依赖于利用特异性抗体富集RBP及其所结合的RNA，且需要百万数量级的细胞，因此，限制了这些方法在稀有细胞类型及临床穿刺样本中的应用。例如，RBP在早期生殖和胚胎发育过程中发挥关键调控作用，但由于缺乏可在微量细胞甚至单细胞水平研究RBP靶标的实验方法，导致早期生殖过程中RBP及其复合物的分子机制研究仍缺少。针对该领域存在的难题以及现有实验方法的缺点，薛愿超课题组及合作者于近期开发了可在微量细胞中鉴定RBP作用靶点的新技术LACE-seq（Linear amplification of cDNA ends and sequencing）。通过线性扩增逆转录酶在RBP结合位点处的终止信号，该研究首次实现了在单碱基分辨率和单细胞层面精准鉴定RBP的结合位点，为研究RBP在胚胎发育和生殖疾病中的功能机制打开了大门。
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利用创建的LACE-seq方法，研究团队取得如下研究成果：（1）首次在卵细胞中绘制出Ddx4、Ptbp1、Ago2和Mili等RBP的具体靶标和结合位置；（2）率先发现Ago2/endo-siRNA沉默复合物在卵细胞中以非完全互补配对的方式抑制mRNA的翻译，并证明endo-siRNA的靶标Bub3、Chk1、Nuf2等的蛋白质水平变化可能与Ago2敲除后的表型相关；（3）证明了Ago2/endo-siRNA复合物可切割由逆转座子（Long-terminal repeat retrotransposons）启动子起始的嵌合体RNA，该机制确保了卵细胞中转录组的完整性。(生物谷Bioon.com）( t& n3 g0 [+ Q' L3 A% G' E
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