启用tRNA癌症生物标志物的诊断和预后的新方法

核糖核酸(RNA)分子出现在所有活细胞,不同类型的RNA有不同的工作。例如,信使RNA复制的DNA和说明如何使一种蛋白质。转移核糖核酸信使RNA序列与相应的氨基酸,确保蛋白质正确缝合所指示的DNA。

自然细胞RNA修改分子为了提高其稳定性,结构和功能。当这个修改过程出错,它可以有重要的影响人类健康和疾病。的tRNA,错误或丢失的修改导致错误或不完整的蛋白质,与失调的tRNA修改与各种人类疾病,包括神经退行性疾病、代谢疾病和癌症。

图示是“信息丰富”分子与疾病的诊断和预后的巨大潜力,但目前为止还没有利用这样的目的由于缺少方法,可以定量和具有成本效益的方式来获取这些信息。例如,某些类型的癌症难以诊断,因为他们的症状为非特异性,可以与其他疾病混淆。与此同时,某些tRNA修改配置文件只存在于特定的癌症类型和可以作为特定的生物标志物。

能够隔离tRNA分子血液样本和量化的修改可以帮助诊断癌症,而无需使用成像测试或侵入性活检。此外,tRNA的修改可以改变的类型取决于疾病的状态,提供有价值的信息的预后情况。

电流测量方法tRNA分子通常涉及技术如下一代测序或质谱,然而,这些方法用于诊断目的使用是有限的,因为他们要么是无法检测的修改,或者他们不能识别的tRNA的位置发生。

研究基因组中心的监管(点)在巴塞罗那有解决这一挑战通过开发一种新的方法,可以测量tRNA分子的丰度和修改在一个单一的步骤。描述的方法叫做Nano-tRNAseq,是第一个在今天《华尔街日报》自然生物技术。

Nano-tRNAseq是基于纳米孔测序技术,可以直接序列个人RNA分子通过它们通过一个小孔隙。每个核苷酸组成的RNA分子有一个稍微不同的大小和形状,与相应的电流的变化,发生在每个核苷酸通过孔隙。计算机程序检测电流的变化来识别序列的RNA分子,包括任何修改。作为一个概念证明,研究人员使用Nano-tRNAseq来精确测量tRNA含量,并修改样本从酵母细胞暴露于不同的环境条件。

该方法比传统的技术具有显著的优势。“第一次,我们可以研究tRNA丰富和tRNA同时修改配置文件。作为奖励,该方法快速、节省成本,高通量,单分子决议。以前,我们依靠两个单独的方法,在一起,不太丰富,它将花费数周时间,花费数千欧元获得结果。Nano-tRNAseq成本的一小部分,我们可以有结果在几天内,并在不久的将来,在几小时内,“Morghan卢卡斯说,博士生基因组中心的监管和这项研究的第一作者。

启用快速数据分析的方法对临床决策至关重要。另一个优势是,纳米孔测序机器所需的技术非常小,重量轻,可以由一台笔记本电脑或便携式电池供电,使它们容易传输到远程位置和启用字段或诊所使用。

研究人员注意到新方法仍然存在一些局限性,如无法预测哪些tRNA修改是在给定样本特异表达,除非在tRNA发现精确的修改之前确认使用其他实验方法。“虽然tRNA修改配置文件较低的真核物种,如酵母,很有特点,这不是人类。通过使用并行Nano-tRNAseq与其他方法,我们可以描述人类转运rna的修改配置文件的完整,在未来,使用Nano-tRNAseq识别哪些变化图示与给定的人类疾病有关,“Morghan卢卡斯补充道。

“tRNA分子裂解成小但稳定的RNA片段在血浆循环。这些分子通常改变癌症患者,非常信息丰富的诊断和预后的目的。Nano-tRNAseq是一个概念验证技术,为一个简单的发展,铺平了道路具有成本效益和高精密的方法,可以量化这些分子以非侵入性的方式。我们的目标是进一步发展这一技术并结合人工智能工具来确定生物样本的恶性肿瘤在不到3个小时,在成本不超过50欧元/样本,”伊娃诺沃亚博士说,这项研究的资深作者和基因调控中心的研究员。