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研究small RNA修饰的挑战与方法

定性及定量分析small RNA修飾是研究越來越重要的small RNA表觀轉錄組學的關鍵步驟。然而,直到最近,相关的方法学与技术手段还是较为贫乏,仅具有有限的分析能力。随着以微阵列技术为基础的方法创新,高通量、高灵敏度、高准确性和具有计算修饰化学计量能力的small RNA譜分析現在可用於生物和臨牀研究實驗室,以推进small RNA表觀轉錄組學的新研究和相關臨牀應用。


分析small RNA修飾研究面臨的挑戰

雖然測序已被用於small RNA表達分析,但是RNA上的修飾對測序定量的影響目前其實被很大程度的忽略了。事实上,各种的RNA修飾,如m1Am3Cm1G等,在测序文库构建过程中会干扰逆转录反应,从而对small RNA,特别是对small RNA修飾的精確定量造成很大的干擾。例如,small RNA-seq結果大多偏向於檢測到18-nt3 '-tsRNA,而不是通过northern blot觀察到的更主要的22-nt亞型。这是由于在TUC環上的m1A修飾阻礙了逆轉錄過程的進行。由于大多数small RNA測序數據是通過上述文庫構建方法獲得的。因此,这些数据可能会对small RNA修飾研究造成誤導

此外,通过small RNA-seq進行的small RNA分析需要經過多個PCR擴增步驟,这会导致测序结果显著的定量偏差以及不准确性,因此需要使用独立的、正交的方法进行相关研究。

在實踐中,大多数基于测序的修饰研究方法需要大量的实验材料(> 100 µgRNA),这使得许多只能获取有限样本量的实验无法开展。

更進一步的問題在於,small RNA-seq通常使用RPM(每百万Reads中來源於某一基因reads數)这一指标进行标准化,并以此表示样本中的相对RNA丰度。然而,RPM取決於樣本中small RNA類羣整體的組成情況。单个small RNARPM變化會改變所有其他small RNARPM值,即使它们实际的绝对表达水平没有改变。

綜上所述爲了在高靈敏度準確化學計量的標準下鑑定和量化修飾small RNA譜,有必要開發測序非依賴的方法以克服基於測序方法的這些侷限性。


small RNA轉錄後修飾的定量技術

Arraystar small RNA修飾芯片技術(1)結合了small RNA定量芯片以及RNA免疫沉澱技術RIP),通过对同一微阵列上带有修饰以及不带修饰的small RNA水平進行同時檢測,为研究包括miRNApre-miRNAtsRNAstRF以及tiRNA)在内的small RNA修饰的调控作用提供了重要信息。

 

1. Arraystar small RNA修飾芯片鑑定和定量small RNA轉錄後修飾,检测的修饰包括O8Gm7Gm6AΨm5C等。其原理主要是使用特异性抗体免疫沉淀富集修饰small RNA,然后使用Arraystar small RNA修飾芯片對其進行鑑定和定量。




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Arraystar Small RNA修饰芯片技术服务