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m⁵C tRNA单碱基测序(BS-seq)

m⁵C 影响 tRNA 的结构稳定性与解码过程,位点分布在不同结构域上。整体丰度往往把位点之间的差异平均掉,这正是需要单碱基分辨率的原因。

BS-seq 用亚硫酸氢盐把未修饰胞苷脱氨为尿嘧啶(测序读作 T),而 m⁵C 受甲基保护仍读作 C,据此逐位点定位并定量;流程不依赖抗体,位点会定位到成熟 tRNA 转录本。

服务优势

  • 亚硫酸氢盐转化:转化条件兼顾转化效率与 tRNA 完整性。
  • 位点级定量:C/T 读出比例换算为每个 m⁵C 位点的修饰水平。
  • 不依赖抗体:回避抗体对 tRNA 紧密三级结构的捕获偏倚。
  • 结构域解析:m⁵C 对 L 形折叠与解码的调控可在位点层面追踪。
  • 已知位点覆盖:反密码子环与可变环上的经典 m⁵C 位点与新型位点一并报告。

背景介绍

BS-seq是一种在单碱基分辨率上定位 tRNA m⁵C 的方法:亚硫酸氢盐把未修饰胞苷脱氨为尿嘧啶(测序读作胸腺嘧啶),而 m⁵C 受甲基保护仍读作胞嘧啶,两类信号据此区分。

m⁵C 影响 tRNA 的结构稳定性与解码过程,位点分布在不同结构域上。整体丰度容易掩盖位点之间的差异,这也是需要单碱基分辨率的原因。

做法是经典亚硫酸氢盐思路的延续:未修饰的胞苷被脱氨为尿嘧啶(测序中读作胸腺嘧啶),带甲基保护的 m⁵C 则保持读作胞嘧啶。比对时出现 C 的位点就是候选 m⁵C——转化率越高、背景越干净,位点判定就越可靠,整个过程不依赖抗体。

BS-seq m⁵C 单碱基检测原理

亚硫酸氢盐处理可以区分未修饰胞嘧啶与 5-甲基胞嘧啶,并给出单链水平的序列信息——这一原理自 1992 年建立以来,一直是 5mC 类修饰单碱基定位的基础。 Frommer M, et al. PNAS 1992;89(5):1827-1831. PMID: 1542678

实验流程

样本质检RNA 完整性与纯度
亚硫酸氢盐转化未修饰 C 转为 U
文库构建单碱基测序文库
高通量测序按项目规模配置
数据分析C/T 比例换算与判定

生物信息分析

位点鉴定与定量

读段比对到精选参考序列后判定 C→T 转化特征,给出每个 m⁵C 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 m⁵C 在各类 tRNA 与各结构域上的分布,并做一致性 motif 统计。

交付内容

  • 原始 m⁵C 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 m⁵C 位点表(XLSX),含坐标、反密码子、isoacceptor 与化学计量。
  • m⁵C 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

  • 化学计量比较:在不同条件或疾病状态下比较保守位点的 m⁵C 比例。
  • 结构—功能关联:把位点级 m⁵C 与 tRNA 稳定性、折叠状态关联起来。
  • 翻译保真度:将 m⁵C 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 m⁵C 模式。
  • 经典位点复核:对反密码子环与可变环上的经典 m⁵C 位点做位点级复核。
  • 候选标志物:筛选疾病相关的 tRNA m⁵C 位点作为候选标志物。

常见问题

BS-seq 检测 m⁵C 的核心原理是什么?
亚硫酸氢盐把未修饰的胞嘧啶转化为尿嘧啶(读作 T),而 m⁵C 因为带有甲基保护而保持读作 C。比对时出现 C 的位点即为候选 m⁵C,转化率越高、背景越干净,位点判定越可靠。这一原理不依赖抗体,因此不受抗体交叉反应影响。
BS-seq 的结果精确到什么程度?
未修饰胞嘧啶被转化成尿嘧啶、m⁵C 保持读作 C,两者在测序结果里直接区分,因此定位精度落在单个核苷酸上。位点表给出每个位置的 C/T 读出比例,并标注成熟 tRNA 相对坐标、反密码子与结构域。
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 m⁵C 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] Frommer M, McDonald LE, Millar DS, et al. A genomic sequencing protocol that yields a positive display of 5-methylcytosine residues in individual DNA strands. PNAS 1992;89(5):1827-1831. DOI: 10.1073/pnas.89.5.1827