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“RNA-蛋白质”的相互作用在细胞内具有重要的生物学功能,如调节基因转录、转录本运输、降解和翻译等,从而调控细胞稳态和细胞命运。研究机体在不同状态下“RNA-蛋白质”互作模式的变化,能为疾病机制的解析、生长发育及细胞功能调控等生物学过程的研究提供全新的视角。
图1:RBPs对mRNA命运的调控
发表于Nature Biotechnology (IF 33.1) 的文章“Comprehensive identification of RNA–protein interactions in any organism using orthogonal organic phase separation (OOPS)”,首次提出了正交有机相分离(OOPS)技术。OOPS技术无需复杂的分子标记或捕获polyA-RNA,就能以无偏的方式回收样本中所有“RNA-蛋白质”互作复合物,从而实现在全互作组范围内挖掘“RNA-蛋白质”相互作用信息。
诺考达唑是一种抗肿瘤药物,常用于骨肉瘤、黑色素瘤等恶性肿瘤的临床前瞻性研究,能够通过抑制细胞周期杀伤肿瘤细胞。此外,诺考达唑还可通过影响RNA-蛋白互作在肿瘤细胞中发挥调控作用。以往对RNA-蛋白互作的研究多采用低通量方法,如RNA-Pulldown检测circ-CTNNB1与蛋白结合促进有氧糖酵解和肿瘤生长[1],或RIP-seq分析特定蛋白结合RNA抑制骨肉瘤进展[2]。
这些研究采用的低通量研究技术由于限制了RNA-蛋白互作组中的分子种类,无法实现在全细胞范围内检测所有可能影响疾病进程的RNA结合蛋白,而OOPS技术的提出解决了这种对RNA互作蛋白种类检测的局限性。
以人骨肉瘤细胞(U2OS)细胞为模型的研究表明,诺考达唑处理前后RNA结合蛋白的表达水平无显著差异,但与RNA的结合模式发生了显著变化(图2),提示多种RNA结合蛋白可能在骨肉瘤进展中发挥调控作用,这种作用依赖于RNA结合模式而非蛋白表达水平。这些结论验证了OOPS技术的可靠性,显示OOPS技术不仅能够高效检测RNA结合蛋白的种类,还能够揭示“RNA-蛋白质”整体互作模式的变化。OOPS技术对RNA结合蛋白的检测效率高达已有方法的近100倍,且能揭示不同条件下RNA-蛋白互作的动态变化,展现了其在疾病分子机制解析中的显著优势。
图2:诺考达唑处理细胞后总蛋白和互作组蛋白的变化
综上所述,OOPS可在整个细胞内挖掘“RNA-蛋白质”相互作用信息。与传统的RNA pull-down或蛋白免疫沉淀技术相比,OOPS不再把某一靶RNA或某一靶蛋白作为研究起点,而是把细胞内所有“RNA-蛋白”互作复合物通过相分离富集下来,从而实现了“RNA-蛋白质”互作组的检测,使得科研工作不再停留在转录组或蛋白质组水平,为疾病发展的分子机制解析提供了全新的视角和工具。
基于OOPS技术,康成生物|数谱生物推出OOPS-MS服务 (获得与所有RNA互作的蛋白质组学信息)和OOPS-Seq / OOPS芯片服务(获得与所有蛋白互作的转录组学信息),为科研工作者提供全面的数据分析,助力相关领域的研究探索和疾病机制的深入理解。
参考文献:
[1] Yang F, et al. Circ-CTNNB1 drives aerobic glycolysis and osteosarcoma progression via m6A modification through interacting with RBM15. Cell Proliferation. 2023.
[2] Hu R, et al. RNA-binding protein PUM2 suppresses osteosarcoma progression via partly and competitively binding to STARD13 3'UTR with miRNAs. Cell Proliferation. 2018.
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