01内容导读
「新兴」描述的是围绕一个修饰的文献量,而不是修饰本身。三者在化学上都被认识很久,最近变的是能不能逐个转录本、逐个位置地读它们,而不只是在含量丰富的不编码 RNA 上按碱基去测。
这种差别直接塑造设计:三者的读数各自依赖一套特定的化学,而化学步骤决定了分辨率、能报告的水平,以及必须同时跑的对照。
02要点
- 先点名修饰,再点名方法。三者各有自己的路线,所以选择发生在 NM-seq、CRACI-seq 与 m3C 的两条路线之间,而不是同一个方法的两种分辨率之间。
- 先定转录本类型。同一个修饰可以同时出现在含量丰富的不编码 RNA 与 mRNA 上,样本与分析方法在两类问题之间并不通用。
- 把对照臂当成结果的一部分。流程里带配对去甲基或未处理臂时,两臂之间的比较才是高置信判读的依据,原始特征信号本身不算。
- 需要为水平辩护时补一个正交读数。LC-MS 报告的是不带位置的碱基组成,测序路线报告的是位置,两者回答同一个问题的两半。
- 结论的分辨率不要超过读数的分辨率。位点表支持关于位置的陈述,功能层面的陈述仍然需要测量功能的那个读数。
03展开说明
三者之间的差别在化学、在通常出现的位置,以及在今天各自怎么读。第三列决定了项目可以提出什么要求。
| 修饰 | 化学身份 | 通常出现在哪里 | 今天怎么读 |
|---|---|---|---|
| 2′-O-甲基化(Nm) | 核糖 2′-羟基上带一个甲基 | 最早在 rRNA 与 tRNA 上被精细定位;同一修饰也出现在 mRNA、snRNA 与前体 miRNA 上 | NM-seq:高碘酸驱动的氧化-消除循环反复进行,带游离 2′-羟基的核糖被降解,带甲基的核糖存活,因此撑过多轮循环的片段标出了位置 |
| D(二氢尿苷) | 尿嘧啶环被饱和 | 最早在 tRNA 上被发现,mRNA 上的全转录组工作出现得更晚 | CRACI-seq:化学转化让 D 在反转录过程中读出自身特征,同时给出位置与修饰比例 |
| m3C | 胞苷环氮 N3 上带一个甲基 | tRNA 与 rRNA 上存在,mRNA 上的图景仍在建立之中 | 两条路线:HAC-seq 通过肼-苯胺切割读出;m3C-IP-seq 先用抗体富集,再只保留那些在去甲基对照臂中误掺入信号消失的位置 |
三个里有两个改的是碱基,一个是改在核糖上,所以三条路线的样子并不相像。NM-seq 靠把没有保护的那部分核糖降解掉,直到只剩带甲基的位置;另外两条在碱基层面完成转化或富集,再从反转录的差异里读出结果。
实际后果是:关于其中一个修饰写下的句子,不能平移到下一个。位置层面的结论需要那个修饰自己的位置级路线,而它给出的水平,含义由那条路线的化学定义。
04对研究设计的意义
如果是第一次做这三个修饰之一,先把问题缩小到「分布是什么样的」。这一阶段得到的位置清单本身就有信息量,因为它往往还没有公开数据可以对照,结论更多是在描述分布,而不是在检验一个假设。
第二阶段再把分布接到功能上。这时候需要决定的是样本与转录本范围:同一个修饰同时存在于 tRNA 与 mRNA 上,而 tRNA 相关的问题由姊妹门户覆盖,所以先确认要问的是哪一类 RNA,比先选方法更省事。
05常见问题
2′-O-甲基化不是碱基改变,会更难读吗?
它用的是另一套化学,而不是更难的一套。因为修饰落在核糖上,整条路线围绕这个核糖的反应性展开:没有保护的位置被降解,带甲基的位置存活下来,存活本身就把位置标了出来。
三个修饰里哪一个有两条路线?
m3C。一条通过切割化学读出,流程里没有抗体;另一条通过抗体富集,并配一个去甲基对照臂。可以从任一侧切入,也可以两条一起做,让切割判读与带对照的富集判读彼此对照。
这些修饰会出现在 mRNA 上吗?
这正是较新一批工作在回答的问题。三者在含量丰富的不编码 RNA 上都很确定,而它们在 mRNA 上的全转录组分布,正是当前碱基分辨率方法为之建立的目标,所以第一次做 mRNA 通常是在描述分布。
LC-MS 这一类测量补充了什么?
它报告某个核苷酸有多大比例被修饰,但不说明是哪条转录本、哪个位置,回答的是组成学那一半问题。与测序路线放在一起,它校验的是水平而不是图谱,这也是两类读数互补的地方。
几乎没有前人数据,怎么判断结果是否可靠?
把可靠性建立在流程内部的对照上,而不是建立在与文献比对之上。带配对对照臂的方法可以用两臂之差来判定;只有一条路线时,至少在样本内保留重复,并让判读标准在分析前写定。