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tRNA二氢尿苷测序(CRACI-seq)

二氢尿苷(D)集中在 D 环,对维持 tRNA 的 L 形折叠与整体稳定性有直接作用。该位点在常规流程中容易被误读,需要专门设计的转化条件才能稳定读出。

CRACI-seq 先用化学还原处理,使 D 位点在逆转录中掺入胞嘧啶(C),未修饰的尿苷照常读出,两类信号据此区分,从而在单碱基分辨率上定位并定量每个 D 位点。

服务优势

  • 化学转化读出:转化试剂选择性还原二氢尿苷,使其在逆转录中掺入胞嘧啶(C),与未修饰尿苷的读出结果区分开。
  • 位点级定量:特征信号换算为每个 D 位点的修饰水平。
  • 不依赖抗体:C 掺入信号由化学还原产生,不经过免疫沉淀,避免了抗体可及性造成的偏差。
  • 覆盖经典 D 位点:覆盖第 16、17、20 位等经典二氢尿苷位点及其在 tRNA 中的结构角色。
  • 折叠柔韧性读出:D 对环区局部构象的影响可在位点层面追踪。

背景介绍

CRACI-seq是一种在单碱基分辨率上定位 tRNA 二氢尿苷的方法。化学还原选择性处理 D,使其在逆转录中掺入胞嘧啶(C),而未修饰位点正常读取,据此定位并定量每个 D 位点。

D 集中在 D 环,对维持 tRNA 的 L 形折叠与整体稳定性有直接作用。它在常规测序流程中容易被误读,因此需要专门设计的转化条件才能稳定读出。

CRACI-seq 的做法是先用转化试剂选择性地修饰 D,再通过逆转录把这一修饰读成 C 掺入信号,未修饰位点不受影响。位点判定直接建立在 C 掺入信号上,不依赖抗体。

CRACI-seq 二氢尿苷 D 单碱基检测原理

在 CRACI 之前,tRNA 上二氢尿苷的位点与化学计量一直缺少全面图谱;CRACI 给出了哺乳动物与植物细胞质、线粒体 tRNA 的 D 图谱,并确认 DUS2L 是人线粒体 tRNA 的 D 修饰酶。 Ju CW, et al. Nature Communications 2025;16(1):8863. PMID: 41053065

实验流程

样本质检RNA 完整性与纯度
化学转化D 被选择性修饰
逆转录D 位点掺入 C
文库构建单碱基测序文库
测序与分析位点判定与定量

生物信息分析

位点鉴定与定量

读段比对到精选的 tRNA 参考序列后判定 CRACI-seq 转化特征,给出每个 D 位点的化学计量,并标注成熟 tRNA 相对坐标、基因归属、反密码子与结构域。

分布与 motif

汇总 D 在各类 tRNA 与各结构域上的分布,重点呈现 D 环区域的位点组成。

交付内容

  • 原始 D tRNA 测序 FASTQ 数据文件,可直接提交至 GEO/SRA 等公共数据库。
  • 含 BAM 比对文件与关键比对指标的质控报告。
  • 高置信度单碱基 D 位点表(XLSX),含坐标、反密码子、isoacceptor 与化学计量。
  • D 在 tRNA 各结构域的分布图与一致性 motif 分析图(PDF/PNG)。
  • 组间差异修饰位点表(XLSX),含倍数变化等统计信息。
  • 兼容基因组浏览器的信号文件(bigWig/bedGraph)及结构化 tRNA 报告。

研究应用

  • 结构域解析:在 D 环与其他结构域之间比较 D 的分布与水平。
  • 折叠与柔韧性:把位点级 D 水平与 tRNA 局部构象柔性关联起来。
  • 翻译保真度:将 D 变化与解码准确性和翻译效率联系起来。
  • isoacceptor 比较:比较不同 isoacceptors 与 isodecoders 的 D 修饰模式。
  • 经典位点复核:对第 16、17、20 位等经典位点的修饰状态做位点级复核。
  • 疾病相关:筛选应激或疾病状态下差异修饰的 tRNA D 位点。

常见问题

为什么单独检测二氢尿苷(D)?
D 集中在 D 环,对 L 形折叠与 tRNA 稳定性有直接作用,而常规流程容易把它误读为普通核苷酸。单独做单碱基定位,才能看出它在不同 tRNA、不同位点上的差异。
CRACI-seq 的结果精确到什么程度?
结果落到具体位点:化学还原后的 D 位点在逆转录中掺入胞嘧啶(C),据此判定位置并给出位点水平的定量结果。位点表同时标注成熟 tRNA 相对坐标、反密码子与所属结构域,方便判断它在 tRNA 上的位置。
报告里会给出哪些内容?
包括原始测序数据与比对质控报告、单碱基 D 位点表(含坐标、反密码子、isoacceptor 与化学计量)、结构域分布与 motif 图、组间差异位点表,以及可加载到基因组浏览器的信号文件。
适合哪些样本类型?
支持 total RNA、细胞、组织与血液等样本。样本采集后建议尽快低温保存、避免反复冻融;具体准备方式可参照送样指南,或寄送前与我们确认。

参考文献

  • [1] Ju CW, Li H, Jiang B, et al. Quantitative CRACI reveals transcriptome-wide distribution of RNA dihydrouridine at base resolution. Nature Communications 2025;16(1):8863. DOI: 10.1038/s41467-025-63918-w