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writer / eraser / reader 研究

扰动修饰酶之后,比较扰动前后在同样位置上的修饰状态 —— 差异就是这个酶留下的足迹。结论以位点为单位,读数就得给到位点。

01研究问题

writer / eraser / reader 研究问的是:修饰酶作用在哪些位置,以及这些位置在酶被扰动之后发生了什么变化。

这类研究一定是比较型的。单次检测描述的是一个状态,有信息量的结果是扰动组与配对对照之间的差异,而且两边要在相同位置上、用同一套方法读出来。

这也是成像与配对的重要之处:如果扰动同时改变了细胞里有哪些转录本,修饰差异就必须和转录本层面的数据一起读,否则两种变化会混在一起。

02要看哪些指标

  • 配对位点表:扰动组与对照组在相同位置上的修饰比例,这是整个论证的落脚点。
  • 差异表:哪些位置获得了修饰、哪些丢失了修饰,含倍数变化与显著性。
  • motif 上下文:受影响的位置是否共享序列特征,支持或者削弱「这就是该酶的作用位点」这个判断。
  • 转录本层面数据:受影响转录本的丰度,用来排除「表达变了所以看起来修饰变了」这种解释。
RNA 上的甲基化是可逆的:擦除酶能把 m6A 从转录本上移除。Zheng G et al., Molecular Cell 2013 · DOI 10.1016/j.molcel.2012.10.015

03走哪条路线

结论要落到具体核苷酸,路线就得是单碱基的;只要看哪些转录本发生了变化,可以先走富集路线做一次筛选。

路线方法读什么
位点级比较单碱基 RNA 修饰测序两侧的位点与比例
m6A 机制研究m6A CAM-seq位点、比例与功能区域
m3C 机制研究m3C m3C-IP-seq位点判读
先做范围筛选RNA 修饰 RIP 测序区段富集

04可联合研究的平台

机制论证里,修饰数据通常要和下面这些平台的结果并排 —— 这些平台由研究方自有平台或合作平台提供。

  • 酶本身的扰动证据:敲低、敲除、过表达或用抑制剂由自有平台完成,要求酶活性或蛋白水平确实变了。
  • RNA-蛋白互作:可联合 eCLIP-seq 与 HyPro-MS,reader 类问题需要说明结合发生在哪些转录本上。
  • 转录本丰度与稳定性:可联合 RNA-seq,把修饰变化与转录本命运的变化并排来看。

05项目怎么设

先定义扰动方式和配对对照:敲低、敲除、过表达或抑制剂各对应不同的对照设置,两侧要在同一次实验里完成,避免把流程差异读成酶的效应。

再确认读数需要位置还是模式。要写出「这个酶作用在这些核苷酸上」,就必须走位点级路线;如果只是先看方向,富集路线更省力,但筛选结果要按区段来读,不能被当成位点结论。

最后把差异表与扰动对齐:受影响的位点集合是论证的核心,同时检查表达是否在下面发生了变化,避免把表达变化误读成修饰变化。

06常见问题

为什么两组必须用同一套方法做?

因为比较的是相同位置上的修饰比例,而比例只有用同样方式测出来才能比较。两组走不同路线,会引入一个与扰动无关的差异,所以扰动组与配对对照要走同一套流程。

敲低修饰酶之后表达也变了,怎么判断?

这正是要把修饰差异与转录本丰度一起分析的原因。少了丰度这一层,一个真的丢失了修饰的位置,和一个只是转录本变少了的位置,看起来是一样的。

reader 蛋白能不能用同样的思路研究?

可以,前提是结合能被扰动。读数仍然是那些「reader 预期会影响命运」的位置上的修饰状态,论证落在这些位置是否随 reader 的移除而变化。需要说明的是,单看修饰数据无法证明因果关系。

开始之前一定要先知道是哪个酶吗?

不一定。先做一次范围筛选是常见路径:比较扰动前后的修饰分布,把发生变化的转录本挑出来,再进入位点级工作。这样做的前提是筛选结果按模式来读,位点要在同样两组样本里再读一次。

writer、eraser、reader 三类研究的设计差别在哪?

差异主要在扰动对象和旁证上:writer 与 eraser 看的是修饰量的变化,reader 看的是结合被扰动之后下游命运的变化;三者的位点级读数方式可以相同,需要补的旁证不同。

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。