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假尿嘧啶 Ψ RNA单碱基测序(BID-seq)

Ψ 抗亚硫酸氢盐脱氨,逆转录通过该位点时留下一次单碱基缺失;未修饰位点照常读取。缺失出现的位置给出位点,缺失比例给出修饰比例。

01这项服务报告什么

BID-seq 是一条基于亚硫酸氢盐的 Ψ 测序路线:Ψ 抗亚硫酸氢盐脱氨,逆转录通过该位点时产生单碱基缺失信号,未修饰位点正常读取,据此在单碱基分辨率上定位并定量假尿嘧啶。

我们把这条化学路线做成从样本到数据的完整流程:RNA 样本质检、亚硫酸氢盐处理与文库构建、上机测序、生物信息分析。每个位点都会注释到参考转录组,给出基因组坐标、宿主基因与所在功能区域。

服务提供三种可报告范围 —— mRNA、mRNA 与 lncRNA、以及 rRNA。rRNA 位点按参考 rRNA 坐标单独注释,可判读范围取决于 Ψ 在 rRNA 上的丰度与测序覆盖。

02服务优势

  • 缺失特征读出:Ψ 抗亚硫酸氢盐脱氨,在每个 Ψ 位点留下单碱基缺失信号;未修饰位点正常读取,两者互为对照。
  • 位点级定量:缺失比例换算成该位点的 Ψ 修饰比例,可以跨样本比较。
  • 无抗体化学法:不依赖 Ψ 抗体,回避富集环节带来的交叉反应与序列偏好。
  • 判读边界清晰:缺失信号与正常读出在同一份比对结果里分行呈现,便于逐位点人工核查。
  • 注释完备:每个位点给出基因组坐标、宿主基因与功能区域归属。

可选转录本范围

mRNA|mRNA 与 lncRNA|rRNA

03背景与检测原理

Ψ 与尿苷的碱基配对方式相同,常规测序读不出二者的差别;抗体类路线又停在片段层面,分辨率受片段长度限制。要在位点层面把 Ψ 与未修饰的尿苷分开,需要让修饰本身留下一个可辨识的信号。

亚硫酸氢盐处理提供了这个信号。Ψ 抗亚硫酸氢盐脱氨,逆转录通过该位点时产生一次单碱基缺失;未修饰位点正常读取、不产生缺失。缺失出现的位置即修饰位点,缺失比例即该位点的修饰比例,整条路线不使用抗体。同一流程也能覆盖长链非编码 RNA,让 mRNA 与 lncRNA 上的 Ψ 在同一次实验里并行分析。

BID-seq 检测 Ψ 的原理示意
图 1。BID-seq 检测原理。Ψ 抗亚硫酸氢盐脱氨,逆转录通过 Ψ 位点时产生单碱基缺失;未修饰位点正常读取。缺失的位置与比例给出该位点 Ψ 的定位与修饰比例。
在哺乳动物 mRNA 上,Ψ 的丰度比早先估计的高得多,而且分布有规律。Dai Q et al., Nature Biotechnology 2023 · DOI 10.1038/s41587-022-01505-w

04实验流程

从样本到单碱基 Ψ 数据共五步:

BID-seq 实验流程
图 2。BID-seq 实验流程,从 RNA 样本到单碱基 Ψ 数据的五个环节。

05生物信息分析与交付

比对完成后识别缺失特征,逐位点计算 Ψ 的修饰比例。下游分析给出 motif 偏好、metagene 分布、组间差异与功能富集,并配套基因组浏览器轨道文件。

交付内容

  • Ψ mRNA 测序原始数据文件(FASTQ 格式),可直接提交 GEO/SRA 等公共数据库。
  • 样本与测序质控报告,含排序建索引的 BAM 比对文件及核心比对统计。
  • 高置信度单碱基 Ψ 位点注释表(XLSX),含基因组坐标、宿主基因与修饰比例。
  • 单碱基 Ψ 转录本特征分布图(metagene)与 motif 一致性分析图(PDF/PNG)。
  • 位点级 Ψ 差异分析表(XLSX),含组间倍数变化与显著性统计。
  • Ψ 修饰基因的功能富集分析报告(HTML/PDF/PNG)。
  • 基因组浏览器可视化文件(bigWig/bedGraph)与完整的项目分析报告。

06研究应用

  • 正交验证:用缺失特征独立确认抗体富集类路线提示的 Ψ 位点。
  • 翻译与稳定性:把位点级 Ψ 与翻译效率、转录本稳定性联系起来。
  • 编码区与 UTR:比较 CDS 与 UTR 之间 Ψ 的分布差异。
  • 疾病导向:在疾病与对照之间筛选差异修饰位点,作为后续验证的候选。
  • 功能读数说明:翻译效率、转录本半衰期、蛋白或表型等功能读数由研究方或合作平台完成,不在本门户服务清单内。

07常见问题

Ψ 的缺失信号是怎么产生的?

亚硫酸氢盐处理下 Ψ 抗脱氨,逆转录酶通过该位点时漏读一个碱基,产物里就出现一次单碱基缺失。缺失的位置固定,因此可以被逐位点识别。

缺失比例怎么换算成位点的 Ψ 水平?

同一个位点上带缺失特征的 reads 与正常读取的 reads 之比,换算成该位点 Ψ 的修饰比例。这一步落在位点层面,不经过抗体富集。

为什么不用抗体反而更利于位点判读?

抗体路线先富集片段再测序,位点信息被片段长度摊薄,抗体自身的序列偏好也会进入结果。缺失特征来自碱基本身的化学行为,判定边界直接画在单碱基上。

Ψ 的结论和 MeRIP 类方法对不上怎么办?

两类方法的偏倚来源不同:前者是化学标记,后者是抗体富集。两条路线都支持的位点可以优先推进;只有一条路线提示的位点,需要结合覆盖深度与重复数据再判断。

Ψ 在编码区与 UTR 的分布能分别看吗?

可以。位点会注释到参考转录组并标明区域归属,CDS 与 UTR 之间的分布差异可以逐类比较。

08参考文献

  1. Dai Q, Zhang LS, Sun HL, et al. Quantitative sequencing using BID-seq uncovers abundant pseudouridines in mammalian mRNA at base resolution. Nature Biotechnology 2023;41(3):344-354. DOI 10.1038/s41587-022-01505-w
  2. Carlile TM, Rojas-Duran MF, Zinshteyn B, et al. Pseudouridine profiling reveals regulated mRNA pseudouridylation in yeast and human cells. Nature 2014;515(7525):143-146. DOI 10.1038/nature13802

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。