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基于翻译组测序的高分文章思路解析

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  • TA的每日心情

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    发表于 2018.9.14 09:28:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
    对于从事分子生物学研究的你来说,基因表达的定量信息是最基础的数据之一。基因表达定量,最常见的定量方法是转录组和蛋白质组。



    图1 我们钟爱的中心法则其实是个很复杂的过程


    最常见的,我们会用转录组进行定量。这等同于我们默认了一个信息:基因的mRNA丰度≈ 蛋白丰度(基因的最终功能产物)。这显然是值得商榷的选择。实际上,在细胞内部从mRNA到蛋白丰的过程,是个充满变数的过程。如下图来源一篇nature文章的结果。
    (1)   如下图(a),蛋白半衰期中位数是46h,而mRNA仅仅为9h。(2)   在平均丰度上,来源一个基因的mRNA分子在一个细胞内拷贝数的中位数是17,而蛋白却高达50,000(图b)。(3)   在合成速率上,一个基因DNA分子平均一个小时仅仅可以合成数个mRNA分子(图c)。但蛋白合成却是踩足了油门,1个mRNA分子一个小时平均可以合成上百个蛋白分子,最高可以到上万(图d)。


    图2 蛋白无论从半衰期、合成速率和分子数上与mRNA都存在数量级的差异。

    (Schwanhausser B, Busse D, Li N, et al. Nature, 2011, 473(7347):337-342)


    从这里我们可以看出,从mRNA到蛋白的翻译过程,还有大量变数。mRNA低丰度的基因,完全可以通过疯狂翻译产生大量蛋白分子,实现咸鱼翻身。mRNA高丰度的基因,如果在翻译阶段被踩一脚刹车,那么在蛋白阶段也可能跌入低谷。这就是翻译调控,可以在不改变转录丰度的前提下,快速应答从而改变蛋白的丰度。
    这样部分解释了一个问题:转录组和蛋白组的相关性在实际项目里忽高忽低,难以琢磨?那是因为翻译调控在捣乱。


    图3 转录组和蛋白组的相关性在实际项目可能会非常低


    那么为什么不直接检测蛋白质组呢?蛋白质组也有不少缺点。由于质谱仪的局限性,蛋白质谱检测敏感度不够高,低丰度的基因难以被检测到。而且蛋白质谱的定量准确性,是低于测序的。
    那么,是否有一种兼顾转录组和蛋白组优势的技术呢?有的,那就是翻译组。
    翻译组测序,又被称为核糖体印记测序(Ribosome profiling sequencing,简称Ribo-seq)是一种通过检测与核糖体结合的RNA片段丰度,精确获得样本中所有可翻译分子(包括经典的mRNA和其他潜在可以翻译RNA分子)瞬间翻译量的技术。


    图4 Ribo-seq 原理的示意图


    翻译组测序作为一种精确定量翻译丰度的技术,自从2009年面世以来,已在数十种物种中开展了研究。由于实验难度大,至今依然是高分文章的利器。除了精确定量翻译丰度,翻译组测序还有其他更强大的功能。那么你是否对翻译组技术感兴趣呢,那就参加基迪奥生物第56期的在线课堂——《翻译组-连接mRNA与蛋白的桥梁(上)》(点击论坛上的 课堂 即可报名)。

    本次在线课堂主要内容:(1)翻译组测序主要方法介绍介绍翻译组测序的原理和实验方法。
    (2)翻译组测序的主要分析内容主要包括新可翻译分子挖掘、翻译定量和翻译调控机制研究。

    时间:9月20号(下周四)16:00
    主讲人:周老师

    BTW,既然是上集,自然还有下集了。在《翻译组-连接mRNA与蛋白的桥梁(下)》,我们将继续解析翻译组测序在具体研究领域的应用。敬请关注。

    今天的内容就到这里啦~

       

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    发表于 2018.9.14 15:58:49 | 显示全部楼层
    学习了
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  • TA的每日心情
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    发表于 2018.9.16 10:41:02 | 显示全部楼层
    学习了,正在做蛋白质组
    为梦想学习!
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  • TA的每日心情

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    发表于 2018.9.17 10:30:38 | 显示全部楼层
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    发表于 2018.9.21 11:35:24 | 显示全部楼层
    学习了,这么多高深的知识。。。
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    发表于 2018.9.23 10:48:47 | 显示全部楼层
    翻译组学在测序建库中看到有文献利用环化建库,这是必须的过程吗?
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    发表于 2018.9.24 09:14:23 | 显示全部楼层
    厉害了,错过直播时间了,只能观看录播的了
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  • TA的每日心情
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    发表于 2019.3.25 09:48:53 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
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    发表于 2019.4.21 07:57:12 | 显示全部楼层
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