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m5C RNA 修饰 RIP 测序(MeRIP-Seq)

用识别 5-甲基胞嘧啶的抗体把带修饰的片段拉下来再测序,报告 m5C 富集在哪些转录本、哪些区段 —— 这条路线给出的是范围,不是位置。

01这项服务报告什么

m5C MeRIP-Seq 用识别 5-甲基胞嘧啶的抗体捕获带修饰的 RNA 片段后测序,报告 m5C 富集在哪些转录本与区段,结果落在区段层面。

胞嘧啶甲基化不改变碱基配对,常规逆转录测序看不出修饰与未修饰的区别,这也是单碱基路线要先做化学转化的原因。抗体富集换了一个角度:把带修饰的片段单独分出来,用片段多少的差异说话。代价是结论停在区段上,不落到单个碱基,也不折算成修饰比例。

服务支持两种转录本范围:只做 mRNA,或把 mRNA 与长链非编码 RNA(lncRNA)并入同一次实验一起分析。

02服务优势

  • 不做化学转化:抗体路线不经过亚硫酸氢盐一类的处理,转录本不必承受剧烈条件。
  • 先分开再读:修饰比例不高的样本,富集抬高目标片段占比,信号更容易显现。
  • 输入对照配套:同一份 RNA 留一份不富集,用来区分真正的富集与高丰度转录本造成的假象。
  • 结论边界清楚:交付内容写明结果停在区段层面,不把富集信号当成含量来读。
  • 与定位路线衔接:富集结果圈定候选区段,需要精确位置时再交给单碱基路线。

可选转录本范围

mRNA|mRNA 与 lncRNA

03背景与检测原理

m5C 是在胞嘧啶第五位碳上加上一枚甲基,在 mRNA、非编码 RNA 以及 tRNA、rRNA 上都能检测到。它的化学改变很小,逆转录时仍与鸟嘌呤配对,读出来的序列和未修饰的胞嘧啶没有差别 —— 常规测序里不含这条线索。

抗体富集绕开了这个限制。RNA 先片段化,含 m5C 的片段被抗体捕获,未修饰片段被洗掉,富集部分建库测序;另一半未富集的片段作为输入对照同时测序。比对后比较两组覆盖深度,被抬高的区段就显现出来。抗体对序列环境有偏好,抬高幅度受此影响,信号因此只用来圈范围。

MeRIP-Seq 检测 m5C 的原理示意
图 1。MeRIP-Seq 检测 m5C 的原理。抗 m5C 抗体把带修饰的片段留在柱上、未修饰片段被洗掉,富集组与输入对照比较后给出区段层面的富集图谱,不解析到单个碱基。
m5C 在人类的编码 RNA 与非编码 RNA 上都有分布,是一类广谱存在的 RNA 修饰。Squires JE et al., Nucleic Acids Research 2012 · DOI 10.1093/nar/gks144

04实验流程

从总 RNA 到区段富集图谱共五个环节,见图 2。判断哪些区段真实富集时,把富集组与输入对照放在一起看 —— 抗体路线给出的是相对信号,用来圈定候选范围。

MeRIP-Seq 实验流程
图 2。m5C MeRIP-Seq 实验流程,从总 RNA 到区段富集图谱的五个环节,抗体富集一步是整条路线的分界点。

05生物信息分析与交付

reads 比对到参考转录本后,用富集组与输入对照的覆盖深度差计算区段富集程度,输出富集区段表。分析内容覆盖区段在转录本上的位置分布、序列特征、组间差异富集与相关基因的功能富集。

交付内容

  • m5C 抗体富集测序的原始读长文件(FASTQ),可直接提交 GEO/SRA 等公共数据库。
  • 从样本到测序的质控报告,附排序并建索引的 BAM 比对文件与核心比对统计。
  • 富集区段表(XLSX):区段坐标、所属转录本,以及富集组与输入对照的比较结果。
  • 富集区段在转录本上的位置分布图与序列特征分析图(PDF/PNG)。
  • 组间差异富集表(XLSX)与对应基因的功能富集报告(HTML/PDF/PNG)。
  • 基因组浏览器通道文件(bigWig/bedGraph)与完整的项目分析报告。

06研究应用

  • 分布普查:先在转录组范围圈出带 m5C 富集的转录本与区段,为后续定点验证划定范围。
  • 与甲基转移酶、读码蛋白关联:把富集区段与 NSUN 家族、读码蛋白的表达变化或敲低表型放在一起比较。
  • 处理前后比较:应激、代谢改变或药物处理前后,看同一条转录本上的富集区段是否发生迁移。
  • 与定位路线配对:先用富集把候选缩到少数转录本,再用单碱基路线在候选范围里求解位置。
  • 多修饰并排:与同一批样本的 m6A、ac4C 富集区段并排看,比较不同修饰的分布是否重叠。

07常见问题

m5C 不改变碱基配对,抗体富集是怎么把它读出来的?

常规逆转录下,修饰与未修饰的胞嘧啶读出来一模一样,靠序列特征识别不出来。抗体路线换了思路:把带修饰的片段单独拉出来,再用富集组与输入对照的覆盖深度差定位区段。

富集到的区段能不能直接当成修饰位点?

不能。区段宽度主要由片段化长度决定,一段几十到几百个碱基的范围里可能只有一个修饰。要给出碱基级位置,需要另走单碱基路线。

换一批样本,同一条转录本上的富集区段为什么会变?

富集信号受抗体批次、片段化程度与测序深度影响,跨批次直接比区段宽度会失真。比较组间差异时用输入对照归一化,并把对照与处理样本放在同一批次里做。

手上还有单碱基路线,先做哪一个?

看问题落在哪一层。要先知道哪些转录本被修饰、范围有多宽,先做抗体富集;已经锁定少量候选、要给出具体位置与比例,直接上单碱基路线更省事。

tRNA、rRNA 上的信号要不要一起看?

m5C 在 tRNA 与 rRNA 上也有分布,不做区分的话,这部分信号会与 mRNA 上的信号混在一起。我们按转录本类型分别统计,结果里能看出信号来自哪一类 RNA。

08参考文献

  1. Squires JE, Patel HR, Nousch M, et al. Widespread occurrence of 5-methylcytosine in human coding and non-coding RNA. Nucleic Acids Research 2012;40(11):5023-5033. DOI 10.1093/nar/gks144
  2. Edelheit S, Schwartz S, Mumbach MR, Wurtzel O, Sorek R. Transcriptome-wide mapping of 5-methylcytidine RNA modifications in bacteria, archaea, and yeast reveals m5C within archaeal mRNAs. PLoS Genetics 2013;9(7):e1003602. DOI 10.1371/journal.pgen.1003602

不确定该从哪条路线入手?

把样本类型、物种与研究问题发给我们,我们按你的问题给出可执行的检测组合建议。