文章题目:Poly(A)-seq: a method for direct sequencing and analysis of the transcriptomic poly(A)-tails

发表期刊:PLOS ONE

接收时间:2020年6月2日

 

近日,生命之美独立完成的方法学文章“Poly(A)-seq: a method for direct sequencing and analysis of the transcriptomic poly(A)-tails ”被PLOS ONE接收发表。

该方法基于二代测序技术,较准确地在全转录组水平测定每个基因转录本的poly(A)长度。它不但可以做定性分析,更重要的是适合做定量分析;适合于研究不同生理和病理条件下poly(A)长度的整体变化,以及不同基因的poly(A)长度变化。同时它适合研究混合加尾(Mixed tailing)调控。

在该文章报道中,我们使用了人宫颈癌和结直肠癌细胞系(HeLa, HCT-116),同时使用了人胚肾细胞系HEK293T 。

在该方法之前,基于二代测序的方法有PAL-seq (Subtelny et al., Nature 2014) TAIL-seq (Chang et al., Molecular Cell 2014)TED-seq (Woo et al., Cell Reports 2018)

这三种方法中,只有TAIL-seq是通过直接测序获得poly(A)的长度和序列,但是该技术是从3’端测序,测序质量很差,无法直接使用Illumina仪器给出来的碱基,需要使用测序仪的原始荧光信号用特殊程序来进行数据处理,这样一般的实验室都无法操作。

生命之美开发的Poly(A)-seq是基于5’端测序的原理,测序质量很好,可以直接使用Illumina仪器给出来的碱基以及我们开发的pA-finder流程来获得每个基因的poly(A)长度,以及加尾位置。我们在HiSeq X Ten and NovaSeq 6000都做了测试,结果可信度过关。

       图:Poly(A)-seq实验流程

 

与PAL-seq (Subtelny et al., Nature 2014) 和TED-seq (Woo et al., Cell Reports 2018) 相比,Poly(A)-seqTAIL-seq拥有一个共同的优势:可以研究在动物中广泛存在的具有调控功能的mixed tailing(混合加尾)生物学现象。

最近的研究报道,poly(A)尾巴不都是腺苷序列,还有尿苷序列,而且尿苷化会降低mRNA的稳定性,而混合加尾则倾向于提高mRNA的稳定性(Chang et al., Molecular Cell 2014; Lim et al., Science 2018)。

2018年夏天中科院遗传所曹晓风院士团队与生命之美合作,率先使用Poly(A)-seq技术获得的数据研究了拟南芥中的混合加尾调控现象,文章于2019年发表 (Zhao et al., Genome Biology 2019)。

生命之美的Poly(A)-seq技术开发是从2014年开始,在TAIL-seq和PAL-seq技术发表之前。首先使用HeLa开发,然后应用在一个与中国农科院油料所合作的拟南芥的poly(A)加尾调控项目的研究(文章正在审稿中)。

Poly(A)-seq技术是生命之美的专利技术2016年申请,2018年获批。历时六年开发和锤炼,我们的技术已经十分成熟。Poly(A)-seq技术与最近兴起的三代测序研究poly(A)加尾调控形成重要的互补。与现有其它测定poly(A)的相关技术相比,我们的Poly(A)-seq技术拥有直接、便捷和容易实现、成本低、通量高、可信度高、信息量丰富等不可比拟的优势

Poly(A)尾巴的长度和混合加尾(mixed tailing)可以调控mRNA的稳定性和翻译效率,是非常重要的生物学调控机制,预计在各种生理和病理状态下均发挥重要功能。以前由于方法学局限,对这一重要的调控机制研究很少。

我们预计Poly(A)-seq技术方便性稳定性会带给全球许多实验室新的机遇,推动一批创新性优秀成果的产出。我们希望生命之美提供的Poly(A)-seq技术服务可以惠及全国科研院所和医院的多个研究团队,助力各团队抓住这个新的科研机遇,产生创新性研究成果,实现新的突破。

参考文献:

1、Subtelny AO, Eichhorn SW, Chen GR, Sive H, Bartel DP. Poly(A)-tail profiling reveals an embryonic switch in translational control. Nature. 2014;508(7494):66-71. doi: 10.1038/nature13007. PubMed PMID: 24476825; PubMed Central PMCID: PMCPMC4086860.
2、Chang H, Lim J, Ha M, Kim VN. TAIL-seq: genome-wide determination of poly(A) tail length and 3′ end modifications. Mol Cell. 2014;53(6):1044-52. doi: 10.1016/j.molcel.2014.02.007. PubMed PMID: 24582499.

3、Woo YM, Kwak Y, Namkoong S, Kristjansdottir K, Lee SH, Lee JH, et al. TED-Seq Identifies the Dynamics of Poly(A) Length during ER Stress. Cell Rep. 2018;24(13):3630-41 e7. doi: 10.1016/j.celrep.2018.08.084. PubMed PMID: 30257221.

4、Lim J, Kim D, Lee YS, Ha M, Lee M, Yeo J, et al. Mixed tailing by TENT4A and TENT4B shields mRNA from rapid deadenylation. Science. 2018;361(6403):701-4. doi: 10.1126/science.aam5794.

5、Zheng D, Tian B. Sizing up the poly(A) tail: insights from deep sequencing. Trends Biochem Sci. 2014;39(6):255-7. doi: 10.1016/j.tibs.2014.04.002.

6、Zhao T, Huan Q, Sun J, Liu C, Hou X, Yu X, et al. Impact of poly(A)-tail G-content on Arabidopsis PAB binding and their role in enhancing translational efficiency. Genome Biology. 2019;20(1):189.