RNA直接测序指日可待

文章来源:生物谷 发布时间:2011-07-05

Helicos BioSciences(第三代测序仪制造商)的研究人员近日发表了一篇原理验证(proof-of-principle,生物谷注)研究,说明利用其单分子测序技术来进行RNA直接测序的可行性,文章发表在9月23日的《Nature》在线版上。

该研究小组利用一台Helicos样机,直接对酿酒酵母的RNA进行测序,而没有将其转变成cDNA。在这个过程中,他们还发现了许多酿酒酵母转录本3’端的异质性,同时有证据表明酵母中至少有一些核仁RNA和核糖体RNA是聚腺苷酸化的。

随着RNA的重要性逐渐被人所认识,研究人员也开发出多种方法来研究它。但是,许多方法仍需将RNA反转录成cDNA,而这一步会引入错误,且效率不高。研究人员写道:“人们急需一种方法,而这种方法不会有反转录、扩增、连接以及其他cDNA合成步骤的相关困难,而是能利用极少量的总RNA来综合、无偏见地浏览转录组。”

为了让“边合成边测序”的反应适应直接的RNA测序,Milos(Helicos的首席科学家)及她的同事优化了一切,从使用的聚合酶到缓冲液再到专利的荧光核苷酸类似物。总的来说,这种方法在poly(dT)包被的表面捕获聚腺苷酸化的RNA,并利用大肠杆菌 poly(A)聚合酶I来进行边合成边测序的步骤。

该小组首先对一段40个碱基的RNA序列进行测序,来检验这种方法。大约一半(48.5%)的读长是20个核苷酸或更长。最长的无误差读数是38个碱基。

随后她们将注意力转向酿酒酵母这种模式生物。因为酿酒酵母的大部分RNA本身就存在聚腺苷酸化,所以她们不需要在测序前再加上poly-A尾巴。

在这个实验中,研究小组产生了41261个读数,每个约为20个核苷酸或更长。近一半(48.4%)的读数与酵母基因组配对。90%以上的配对读数是位于已知的酵母开放读码框3’端的400个核苷酸内。

实验过程中,研究人员意外地检测到酵母RNA 3’端的异质性。她们还发现证据,暗示至少有一些酵母核糖体RNA和小核仁RNA(snoRNA)是聚腺苷酸化的。

研究人员称这种RNA直接测序方法目前的错误率约为4%,大部分是黑暗碱基(dark base)引起的缺失。插入的错误率为1-2%,而替换的概率只有0.1-0.3%。

Milos介绍说,她们还在进行相似的研究,为哺乳动物细胞的直接RNA测序开发方法。她补充道,尽管实验是在Helicos样机上完成的,但该公司正在开发Heliscope的直接RNA测序步骤。该步骤有望在明年推出。

上个月,Helicos的创始人之一Stephen Quake在两名研究人员的协助下,利用一台Heliscope测序仪和4次数据收集运行,对他本人的基因组进行了测序。

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