Genome Biology发文介绍RNA印记法

时间：2014年1月10日

来源：生物通

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宾夕法尼亚大学的科学家们开发了分析RNA调控的新方法，这一方法能够有效获得RNA与RNA结合蛋白（RBP）互作的所有位点。这一发表在Genome Biology杂志上的文章，不仅鉴定了RBP结合位点中的重要基因突变，还为其他RNA研究者提供了路线图。

生物通报道：生物学家们逐渐意识到，RNA不只是DNA和蛋白之间的过渡产物，它对调节基因的表达有重要作用。深入研究RNA调控，能够帮助科学家们进一步理解相关疾病。

“RNA分子生活史中的每一步都受到RBP的控制，” 文章的资深作者，助理教授Brian D. Gregory 说。“我们希望建立RBP结合位点的数据库。”这些互作发生的位点，对于理解RNA相关疾病非常重要。

“许多研究显示，RBP或RBP结合位点上的突变影响很大，特别是对大脑而言，”文章的共同第一作者Ian M Silverman说。“神经元似乎对RBP缺陷更为敏感。”

研究人员希望开发出类似于DNA印记法（DNA footprinting）的技术。此前也有一些研究团队进行了RNA印记分析，但他们是使用人工合成的核苷酸来标记蛋白互作的位点，这种方法只能在体外培养的细胞中进行，不能用于组织或整个有机体。

宾夕法尼亚大学的研究团队，在HeLa人类细胞系中对转录组进行了分析。他们通过交联将RNA分子与蛋白连接起来，然后用酶降解RNA分子，并对这些片段进行测序。RNA与蛋白结合的片段会受到保护而免于降解，而在去除了RBP的对照组中RNA不再受到这样的保护，因此对比两组的测序结果，就能揭示蛋白的结合位点。研究人员将这一方法称为PIP-seq。

这项研究验证了PIP-seq的可重复性，并且向人们展示PIP-seq得到的结果与已知的RBP结合位点相符。研究人员进一步研究RBP的结合位点发现，许多结合位点位于RNA剪切的相关区域。此外，一些反复出现的结合序列，与重要的生物学过程有关，包括发育、免疫和细胞程序性死亡。

研究人员通过数据分析指出，许多疾病相关的单核苷酸突变，发生在RBP的结合位点。例如，早发型帕金森症和迟发性皮肤卟啉病PCT中的突变，都会影响RBP与RNA的相互作用，帕金森突变干扰互作，而PCT突变增强互作。这些发现支持了近年来出现的新观点，即一些遗传学疾病（特别是神经学疾病）其实是“RNA病”。

为了帮助其他研究者分析RNA缺陷的影响，研究团队将他们的数据公布在网上。网址：http://gregorylab.bio.upenn.edu/jbrowse/?data=data/HeLa_PIPseq.

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

RNase-mediated protein footprint sequencing reveals protein-binding sites throughout the human transcriptome

Although numerous approaches have been developed to map RNA-binding sites of individual RNA-binding proteins (RBPs), few methods exist that allow assessment of global RBP–RNA interactions. Here, we describe PIP-seq, a universal, high-throughput, ribonuclease-mediated protein footprint sequencing approach that reveals RNA-protein interaction sites throughout a transcriptome of interest. We apply PIP-seq to the HeLa transcriptome and compare binding sites found using different cross-linkers and ribonucleases. From this analysis, we identify numerous putative RBP-binding motifs, reveal novel insights into co-binding by RBPs, and uncover a significant enrichment for disease-associated polymorphisms within RBP interaction sites.