核糖体印记与深度测序技术核糖体印记与深度测序技术.pdf

五、更多阅读 1. 核糖体印记与深度测序技术 将核糖体图谱 （ribosome profiling ）和深度测 其次，在检测蛋白质表达情况时，使用核糖 序 （deep sequencing ）相结合，研究人员可以从 体图谱技术相比检测mRNA丰度来说更准确。研究 基因组水平监测蛋白质的翻译状况。 人员借助核糖体图谱技术为胞内数千种mRNA构建 了核糖体印记密度图谱，并通过这些数据获得了蛋 深度测序的强大功能对生物学研究的各个领 白质翻译表达速度方面的数据。据这些研究人员 域都产生了极大的影响。在诸如全基因组测序等方 报道，使用蛋白质翻译表达速度方面的数据来判 面，新技术的高效性和经济性使人们得以以一种以 断蛋白质丰度要比用mRNA丰度来预测准确得多。 前无法想象的方式进行试验研究。而在另一些情 Weissman说道： “对我们来说，定量蛋白质组学 况下，例如RNA 测序时，借助深度测序可以进行 （quantitative proteomics ）最大的好处就是能客 更多的定量分析，获得更大的动态范围。在另一些 观评价人们的工作究竟做得好不好。”实际上，如 研究中，例如最近由美国加州大学 （University of 果对结合在mRNA链5端的核糖体数目进行进一步 California ）的Jonathan Weissman小组发表的有 的修正，就能更准确地预测出蛋白质的丰度。 关翻译图谱 （translational profiling ）的研究中报道 核 糖 体 图 谱 还 可 以 用 于 翻 译 控 制 的那样，深度测序不仅是一个有效的定量手段，同 （t ra ns lat io na l co nt ro l ）分析。W e is s ma n等 时还能提供很多有用的新信息。 人正在使用该技术对饥饿酵母胞内的翻译反应 使用核酸酶消化mRNA 时，在翻译过程中发 （translational response ）进行研究。毫无疑问， 挥作用的核糖体结合并保护了大约30bp的mRNA片 该方法也可以用于高等生物应激或疾病状态下的蛋 段。Weissman等人将细胞中这些被保护的mRNA 白质合成反应控制情况。 片段构建成DNA文库，再使用Illumina公司的测序 核糖体图谱技术还具有很高的空间准确性 仪对文库中所有的片段进行测序，最终得到了一幅 （spat ial precision ），能准确地反映出究竟是哪 有关细胞中蛋白质翻译情况的完整 “画卷”。 一个阅读框被翻译了。因此，可以使用该技术研 这种方法可以应用于很多方面。首先，它能 究程序性框移 （programmed f rameshift ）和终止 广泛地用于蛋白质组研究当中。正如Weissman说 密码子通读 （stop-codon readthrough ）等现象。 道的那样， “对于像人类一样复杂的基因组，你 Weissman等人最近在酵母中的工作还发现，该技 真的无法解释清楚细胞表达出来的多肽是什么。而 术可以发现mRNA 5端非编码区的异常翻译情况。 这种新方法刚好给了你一个客观的、全面的机会去 正如We iss ma n对核糖体图谱技术的总结一 弄清楚这些多肽。”现在，Weissman等人正在使 样， “我们现在能直接得到全面的、高质量的蛋白 用这种新方法研究酵母，因为酵母比较简单，同 质翻译速度方面的数据。通过这些数据我们可以知 时也被研究得比较透彻，因此相对来说比较容易研