2020-03-19
通过小派前两次对于翻译组的介绍，想必大家已经深刻了解了翻译组研究的必要性及其研究技术（请大家及时复习哦~转录组与蛋白组结果验证不上？——翻译组带你开启新世界的大门和翻译组4大研究技术该选一种？（点击查看））。简而言之，就是使用Ribosome profiling (Ribo-seq)技术了解翻译水平的基因表达丰度，简称翻译丰度。但是，除了这个，翻译组你还能给大家带来点什么新鲜事吗？
小派今天带领大家深入了解利用翻译组Ribo-seq技术揭示uORF在发育过程中的调控作用。怎么样，这个知识点听过没，想不想学，上硬菜咯~
发表期刊：PLOS Biology
影响因子：8.386
文献题目：Genome-wide maps of ribosomal occupancy provide insights into adaptive evolution and regulatory roles of uORFs during Drosophila development
真核细胞的mRNA由5’非翻译区（5’UTR）、编码蛋白的开放阅读框区（ORF）及3’非翻译区（3’UTR）构成。研究发现，5’UTR存在一些具有翻译能力的开放阅读框，被称为上游开放阅读框（uORF）。与之对应，5’UTR之后的生物信息学分析表明，uORF在动植物中广泛存在，人、小鼠、拟南芥、水稻、玉米中超过30%的mRNA含有预测的uORF。开放阅读框被称为主开放阅读框（pORF）。uORF通常能抑制下游pORF的翻译。不少人类疾病都与DNA突变引入新的uORF或者破坏已有的uORF有关。尽管大多数引入新uORF的突变都是有害的而且会在自然选择作用下从基因组中清除掉，我们仍不清楚基因组中为什么还是有很多比预期更保守的uORF。Ribo-seq能帮我们“短，平，快”地找到每个基因mRNA是否存在uORF，并且“真善美”的对uORF进行精准定位和保证其确确实实发生了翻译。
示例：ICY1基因的Ribo-seq reads图
Step1：对不同发育时期的果蝇进行Ribo-seq测序和转录组测序，获得其全基因组范围内的核糖体印记图谱。
图1 果蝇基因组中全部uORF在不同发育时期的翻译效率图谱
Step2：通过分别计算uORF和下游CDs的ORF的翻译效率（TE），发现uORF整体上转译效率低于下游CDs的ORF的转译效率。
图2 uORF和下游CDs的ORF整体转译效率
Step3： 基因组序列特征（Kozak分数）影响uORF的转译效率，Kozak分数越高，uORF转译效率越高。
图3 Kozak分数与uORF转译效率相关性散点图
Step4： 5’非翻译区uORF的数目影响uORF对CDs的抑制强弱
图4 非翻译区uORF的数目与下游CDs区转移效率相关性统计图
Step5：5’非翻译区其他特征对CDs区转译效率的影响
图5 5’UTR区对下游CDs区转译效率的影响重要性占比
今天的新知识点是不是有点多，理解起来有点困难，由于篇幅有限，如果想要深入了解本研究的思路和方法，欢迎大家有去查阅原文哦，当然，如果大家有任何问题，也可以在本公众号下咨询小派。
除了翻译丰度，除了uORF，翻译组，你还有什么？卖个关子，下期再告诉你。
参考文献：
1.Hong, Z. , Shengqian, D. , Feng, H. , Junjie, L. , Liping, W. , & Jian, L. , et al. (2018). Genome-wide maps of ribosomal occupancy provide insights into adaptive evolution and regulatory roles of uorfs during drosophila development. PLOS Biology, 16(7), e2003903-.
2.Ingolia, N. T. , Ghaemmaghami, S. , Newman, J. R. S. , & Weissman, J. S. . (2009). Genome-wide analysis in vivo of translation with nucleotide resolution using ribosome profiling.Science, 324(5924), 218-223
