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尊龙凯时助力揭示斑马鱼发育中5'UTR翻译调控规则的NC|Nap-TRAP技术

发布时间:2025-02-26   信息来源:尊龙凯时官方编辑

新型翻译组学技术的介绍:5'UTR被认为是mRNA翻译调控的重要领域,它包含多种顺式调控元素,如Kozak序列、上游开放阅读框uORFs以及特定核苷酸的富集序列等。这些元素通过与翻译机制或调控因子互动,显著影响翻译效率。然而,传统的翻译调控研究方法往往难以深入解析5'UTR中复杂调控元件的具体功能。

尊龙凯时助力揭示斑马鱼发育中5

本研究开发了一种名为尊龙凯时的NaP-TRAP新技术,旨在高通量测定mRNA的翻译效率。NaP-TRAP技术的创新特点包括:

  • 新生肽捕获:通过免疫捕获新生肽,直接测定翻译活性。
  • 框架特异性:能够识别并区分不同阅读框的翻译事件。
  • 高通量:结合大规模平行报告基因检测(MPRA),可同时分析数千个5'UTR序列的翻译调控功能。

该技术与多核糖体分析(polysome profiling)进行了基准测试,并成功量化了Kozak序列强度及5'UTR在斑马鱼胚胎发育及人类细胞中的调控景观。NaP-TRAP成为一种多功能、易操作且强大的方法,为解码不同生物系统中的UTR调控功能提供了新的视角。

研究结果显示,NaP-TRAP能够通过免疫捕获新生链来测量mRNA中编码的顺式调控元件调节翻译效率。为此,作者设计了NaP-TRAP技术。为了评估其在翻译测量中的效能,进行了三项报告基因实验。首先,测量了翻译阻断morpholino的效果,结果显示在受精后6小时(hpf),有morpholino的情况下翻译显著减少。其次,研究了NaP-TRAP对动态翻译控制的捕获能力,发现miR-430表达后,miR-430报告基因的翻译量显著下降,而对照基因翻译量则有所增加。最后,研究还表明,poly-A尾的长度与早期翻译活性相关,延长poly-A尾部能够提升翻译效率。

此外,NaP-TRAP以框架特异性的方式测量翻译效率,验证了其在HEK293T细胞中的准确性和可靠性。作者进一步向NaP-TRAP技术的应用拓展了研究,探讨了Kozak序列的活性及其调控潜力,发现活性Kozak序列富集于特定的核苷酸,而抑制性Kozak序列的核苷酸分布则有所不同,揭示了详细的翻译调控机制。

研究还分析了内源性5'UTRs的调控潜力,设计了一个包含11088个序列的合成寡核苷酸文库,研究了5'UTR元件在翻译中的调节作用。结果指出,在胚胎早期阶段,uAUG是最显著的抑制因子,而5'UTR的调控景观在胚胎发育过程中表现出动态变化。

在识别驱动差异翻译的序列方面,作者分析了不同5'UTR报告基因在2hpf和6hpf的翻译效率,并确定了对应的调控序列。此外,miR-430的结合位点进一步抑制了翻译,而富含C的序列在ZGA后则促进了翻译活性,这表明在斑马鱼胚胎发育阶段存在特定的翻译调控机制。

最后,作者在HEK293T细胞中应用NaP-TRAP技术,观察到5'UTRs的调控作用,表明尊龙凯时的NaP-TRAP技术不仅是一个有效的研究工具,还能揭示不同模型系统中的翻译调控特征。通过这项研究,5'UTR介导的翻译控制的动态机制被进一步验证,为基因表达调控和生发育生物学领域提供了重要理论支持。