环状RNA自2013年发现以来,已成为非编码RNA研究领域的热点之一。环状RNA与疾病的关系密切,在多种实体瘤和血液肿瘤中均有环状RNA的研究。然而需要承认的是,对环状RNA,我们的研究还处于初步阶段,主要是由于测序方法和技术的限制,很多环状RNA还尚待鉴定。
那么如果想开展环状RNA的研究,如何选择最佳的方法鉴定到某一体系中最全的环状RNA呢?该用什么方法获得更高纯度的环状RNA?如何使环状RNA的测序信号不被丰度更高的线性RNA掩盖?
近日,美国国家卫生研究所(NIH)的KotbAbdelmohsenand和Myriam Gorospe在国际期刊Nucleic Acids Research上发表研究成果《High-purity circular RNA isolation method (RPAD) reveals vast collection of introniccircRNAs》。
他们建立了高纯度提取环状RNA的新方法——RPAD,采用该方法分析发现许多由外显子组成的环状RNA,即使拥有一样的接合位点(junction site),他们的大小和序列却是不同的,并且,与以往研究不同的是,大量内含子序列形成的环状RNA被鉴定,改变了传统的认为环状RNA大多来源于外显子的观点。
下面,我们来详细解读该方法。
研究者建立的新方法——RPAD,全称是“RNase R treatment followed by Polyadenylation and poly (A) + RNADepletion (RPAD)”,实验流程见下图。由于环状RNA没有末端,所以可以抵抗核酸外切酶RNase R的剪切作用,而大部分线性的RNA,包括mRNA,rRNA以及miRNA都会被RNase R剪切而降解。
遗憾的是,RNase R并不能完全将线性的RNA去除,这就给进一步分析环状RNA带来了干扰,于是研究者给剩下的线性RNA加上poly(A)的尾巴,利用偶联了Oligo(dT)的柱子纯化不含poly(A)尾的环状RNA。
该方法可以大大提高环状RNA的纯度,减少线性RNA的污染(下图)。只经RNase R处理,线性RNA(黑色柱子)含量仍较高,而经RPAD处理后,线性RNA(橘色柱子)残留较低。
利用该方法,研究者鉴定了一批新的RNA,并发现环状RNA也存在可变剪接的现象,即结合位点序列一致,但环状RNA的大小和序列不完全相同(下图)。
总的来说,该研究建立的新方法以及鉴定到的新的环状RNA均有重要意义,也为更全面的研究环状RNA的产生和功能奠定了基础。想开展环状RNA研究的学者们不妨尝试RPAD的处理方法,可以获得更多的环状RNA信息。
值得注意的是,现在研究的环状RNA大多来源于外显子,而通过PRAD的方法,可以鉴定到很多来源于内含子的环状RNA,而这类来源于内含子的环状RNA的功能还是未知的,值得探索。
参考文献:Panda AC, De S, Grammatikakis I, Munk R, Yang X, Piao Y, Dudekula DB, Abdelmohsen K, Gorospe M. (2017) High-purity circular RNA isolation method (RPAD) reveals vast collection of introniccircRNAs. Nucleic Acids Res [Epub ahead of print]
解读来源:解螺旋
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