RNA-Seq spécifique à la chaîne utilisé pour étudier la fonction des gènes et les mécanismes pathogènes

RNA-seq spécifique à la brin Cela signifie que l'information de direction de la chaîne d'ARN est conservée dans la bibliothèque de séquençage lors de la construction de la bibliothèque, et que l'analyse des données après le séquençage peut déterminer si le transcrit provient de la chaîne sens ou de la chaîne antisens. Comparé au séquençage transcriptomique ordinaire, cela permet de compter plus précisément le nombre de transcrits et de déterminer la structure des gènes, et peut trouver davantage de transcrits antisens, ce qui est actuellement largement utilisé dans la recherche sur la structure des gènes, la régulation de l'expression génique et d'autres domaines.

Avantages et application du RNA-seq spécifique à la brin :

1. Identifier les transcrits antisens.
2. Annoter un génome
3. Découvrez de nouveaux transcrits et une analyse structurelle d'organismes modèles.
4. Obtenez une quantification plus précise de l'expression génique et prédisez de nouveaux transcrits.
5. Améliorer la précision de la découverte des circRNA

La RNA-seq spécifique de brin aide à explorer les mystères des mécanismes d'édition de l'ARN.

L'édition de l'ARN est un type de mécanisme de régulation post-transcriptionnelle des gènes, qui fait référence à l'insertion, la suppression ou le remplacement de bases sur les molécules d'ARN, entraînant la différence entre l'ARN mature et le modèle d'ADN qui l'a initialement codé. Les systèmes d'édition de l'ARN sont apparus plusieurs fois au sein des eucaryotes et impliquent une gamme de mécanismes de traitement post-transcriptionnels qui modifient les séquences d'ARN par l'insertion, la suppression ou la substitution de nucléotides, mais excluent par convention l'épissage, la coiffe 5' et la polyadénylation 3'. L'édition extensive de l'adénosine en inosine (A-to-I) des ARNm transcrits par le noyau est la marque de la régulation transcriptionnelle des métazoaires. Ici, les chercheurs ont soigneusement sélectionné 22 espèces pouvant représenter différentes étapes de l'évolution animale et ont réalisé un séquençage génomique à haute profondeur et un séquençage transcriptomique spécifique à la chaîne pour chaque espèce. Par la suite, des cartes d'édition de l'ARN de ces espèces ont été construites à l'aide du logiciel RES Scanner développé par l'équipe. Ils fournissent des preuves substantielles soutenant l'édition A-to-I des ARNm comme une innovation régulatrice provenant du dernier ancêtre commun des métazoaires actuels. Les résultats du séquençage ont montré que l'édition A-to-I se produisait principalement dans l'ARN non codant transcrit par la séquence répétée du génome, en particulier la séquence répétée jeune, tandis que les événements d'édition survenaient dans la région codante des protéines étaient très rares et l'appariement intermoléculaire des transcrits sens-antisens comme un mécanisme important pour former des substrats d'ARN double brin pour l'édition A-to-I dans certaines mais pas toutes les lignées. En général, l'édition A-to-I des métazoaires a pu évoluer initialement comme un mécanisme de défense contre l'ARN double brin dérivé des répétitions, mais en raison de son caractère mutagène, elle a finalement été incorporée dans une variété de processus biologiques.

Les cibles génomiques de l'édition A-to-I chez les métazoaires

L'origine et les principaux substrats du mécanisme d'édition de l'ARN médié par ADAR

Le coton est une culture de fibre naturelle importante. Récemment, des chercheurs ont intégré quatre techniques complémentaires à haut débit, y compris PacBio Iso-seq, RNA-seq spécifique au brin, CAGE-seq et PolyA-seq, pour explorer systématiquement le paysage de la transcription à travers 16 tissus ou types d'organes différents dans Gossypium arboreum. Ils ont conçu un processus d'analyse de données appelé IGIA pour intégrer et reconstruire des informations précises sur l'annotation de la structure des gènes à partir de différentes techniques de séquençage. Les résultats ont révélé une carte du transcriptome dynamique et diversifiée dans le coton, y compris l'expression génique spécifique aux tissus, l'utilisation sélective des sites de début de transcription (TSS) et des sites de polyadénylation, des points chauds d'épissage alternatif et un passage de transcription. Ces événements régulateurs affecteront de nombreux gènes dans divers aspects, tels que l'acquisition ou la perte de motifs d'ARN fonctionnels et de domaines de structure protéique, le réglage fin de l'activité de liaison à l'ADN et la co-régulation des gènes dans le même complexe ou voie. Ces méthodes et découvertes fournissent des ressources précieuses pour de futures recherches fonctionnelles sur le génome, telles que la compréhension de la variation naturelle des SNP dans les populations de plantes.

RNA-seq multi-stratégique intégratif pour le paysage RNA à haute résolution dans G. arboreum

La séquençage RNA-seq spécifique au brin présente de grands avantages. On pense qu'avec la diminution du coût global de l'industrie du séquençage, la demande expérimentale pour le transcriptome spécifique au brin deviendra de plus en plus importante, ce qui apporte une aide précieuse à la recherche sur des sujets liés à l'ARN tels que l'expression génique différentielle du transcriptome et les variants d'épissage.

Références:

1. Zhang, Pei et al. « Sur l'origine et l'évolution de l'édition de l'ARN chez les métazoaires. » Rapports cellulaires, vol. 42,2 112112. 14 févr. 2023
2. Wang, Kun et al. "Une analyse RNA-seq multi-stratégique révèle un paysage transcriptionnel haute résolution dans le coton." Communications Nature vol. 10,1 4714. 17 oct. 2019