Poly(A)-Schwanzlängenanalyse-Lösung — Vollständige Profilierung durch Nanoporen-Sequenzierung

CD Genomics bietet isoform-resolviertes Poly(A)-Schwanz-Profiling auf den Plattformen von Oxford Nanopore und PacBio SMRT an. Von Long-Read-RNA-Sequenzierungs-Workflows bis hin zu transkriptomweiten Atlanten kartieren wir Schwanzlängen, interne Nicht-A-Reste und APA-Stellen mit publikationsreifer Präzision.

  • Vollständiges Transkript + poly(A)-Schwanz in einem Durchgang sequenziert
  • Erkennt interne U/G/C-Reste über einfache Längenmessungen hinaus.
  • Nanoporen-basierte Workflows zur isoform-spezifischen Profilierung von poly(A)-Schwänzen
  • Umfassende Bioinformatik: APA, Verteilungsdiagramme, Isoformkarten
Richtlinien zur Einreichung von Mustern

Poly(A) Tail Length Analysis Service — full-length profiling by Nanopore sequencing platforms

Liefergegenstände

  • Rohdaten im FASTQ/BAM-Format + sequenzspezifischer QC-Bericht
  • Verteilung von Poly(A)-Schwanzlängen (Histogramme, Violin-Plots, Heatmaps)
  • Interne Nicht-A-Restkarten (U/G/C nach Position und Transkript)
  • Isoform-spezifische Schwanzannotierungstabelle + Quantifizierung der APA-Stellen
  • Differenzielle Analyse der Schwanzlängen unter verschiedenen Bedingungen
  • Veröffentlichungsbereite Abbildungen (PDF/PNG)

Maßgeschneiderte Bioinformatik-Pipelines und Multi-Omics-Integration auf Anfrage verfügbar.

Inhaltsverzeichnis

    Poly(A) tail profiling overview — measuring tail length and composition from full-length transcript reads

    Laden Sie das PDF herunter, um mehr über die Profilierung von vollständigen poly(A)-Schwänzen mit Langzeit-Sequenzierung zu erfahren.
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    Was ist die Analyse der Poly(A)-Schwanzlänge?

    Die Analyse der Poly(A)-Schwanzlängen ist die quantitative Messung der adenosinreichen Sequenzen, die an die 3'-Enden eukaryotischer mRNA-Transkripte angehängt sind. Diese Schwänze bestimmen die Stabilität der mRNA, den nukleären Export und die Effizienz der Translation – was ihre präzise Charakterisierung für das Verständnis der posttranskriptionalen Genregulation unerlässlich macht. Bei CD Genomics bieten wir die Sequenzierung von Voll-Längen-Transkripten mit gleichzeitiger Profilierung der Poly(A)-Schwänze unter Verwendung von Oxford Nanopore-Sequenzierungsplattformen an, die eine Basisauflösung über Isoformen und Zelltypen hinweg liefern.

    Poly(A)-Schwänze sind keine statischen Strukturen. Ihre Längen verändern sich dynamisch über Entwicklungsstadien, Gewebe und Stressbedingungen hinweg – und ihre Zusammensetzung umfasst oft interne nicht-adenosinische Rückstände (U, G oder C), die unterschiedliche regulatorische Signale tragen. Um diese Komplexität zu erfassen, sind Methoden erforderlich, die das vollständige Transkript von der Kappe bis zum Schwanz in einem einzigen Durchgang lesen, was genau das ist, wofür unsere Long-Read-Sequenzierungs-Workflows ausgelegt sind.

    Dieser Dienst integriert sich nahtlos mit mRNA-Sequenzierung Arbeitsabläufe und erweitert konventionelle transkriptomische Analysen in eine neue regulatorische Dimension — eine Dimension, die zunehmend zentral für mRNA-Therapeutika, Entwicklungsbiologie und Forschung zur Verbesserung von Nutzpflanzen ist.

    Diagram of poly(A) tail structure at mRNA 3' end, showing variable-length adenosine tract with embedded non-A residues

    Warum herkömmliche Methoden versagen

    Kurzlese- und Legacy-Methoden lassen kritische Dimensionen der Poly(A)-Biologie unsichtbar. Hier ist der Grund, warum Forscher zu Langlese-Plattformen wechseln.

    Die Gel-Elektrophorese und LC-MS messen nur die durchschnittliche Poly(A)-Schwanzlänge über eine große Population von Transkripten und bieten keine isoform-spezifische oder Transkript-Ebene Auflösung. Kurzlesemethoden der NGS wie TAIL-seq und mTAIL-seq bieten eine verbesserte Durchsatzrate, sind jedoch technisch eingeschränkt: Sie können die gesamte Länge längerer Schwänze nicht sequenzieren (die Detektion ist typischerweise bei etwa 230 nt begrenzt) und verknüpfen Poly(A)-Messungen mit Reads anstelle von vollwertigen Transkript-Isoformen. PAL-seq ist auf nicht mehr produzierte Sequenzierhardware beschränkt. Keine dieser Methoden kann gleichzeitig alternative Polyadenylierung (APA)-Stellen kartieren, interne Nicht-A-Reste nachweisen und Ergebnisse spezifischen Spleiß-Isoformen zuordnen.

    Die Long-Read-Sequenzierung behebt alle drei Einschränkungen in einem einzigen Experiment – und ist damit der einzige Ansatz, der in der Lage ist, vollständige Poly(A)-Biologie in einem Workflow zu liefern, ohne den Isoform-Kontext zu opfern.

    Comparison of short-read and long-read poly(A) analysis methods showing limitations of gel and NGS approaches

    Unser Technologieportfolio für Poly(A)-Profiling

    Wir bieten das gesamte Spektrum der poly(A)-Analyseverfahren an, von etablierten NGS-basierten Techniken bis hin zu modernen Long-Read-Plattformen. Unser wissenschaftliches Team hilft Ihnen, den richtigen Ansatz für Ihren Proben-Typ, Organismus und Ihre Forschungsziele auszuwählen.

    NGS-basierte Methoden (komplementäre Arbeitsabläufe)

    • TAIL-seq, mTAIL-seq, PAT-seq, TED-seq und polyA-Sequenzierung (TAIL-seq) sind für Projekte verfügbar, die eine kostengünstige Hochdurchsatz-Bulk-Profilierung erfordern.
    • Liefern Sie solide Basisdaten zu den Schwanzlängenverteilungen über große Stichproben.
    • Am besten kombiniert mit Langzeit-Ergebnissen für umfassende mechanistische Einblicke.

    TAIL Iso-seq (Nanopore)

    • Erfasst die vollständige Transkriptomstruktur mit gleichzeitiger Quantifizierung des Poly(A)-Schwanzes.
    • Ideal für Pflanzenforschung, Studien zu Pflanzenstress und umfassende Transkriptom-Workflows.
    • Echtzeit-Ausgabe und flexible Laufzeiten für zeitkritische Projekte und Organismen ohne Referenzgenome.

    Nano 3P-seq (Nanopore)

    • Poly(A)-anreicherungsfreier Ansatz unter Verwendung von Nanopore-Direkt-RNA-Sequenzierung das die Oligo(dT)-Auswahlverzerrung vermeidet.
    • Ermöglicht eine unbeeinflusste Erkennung von kurzen Schwänzen (≥10 nt) neben langen.
    • Ideal für dynamische Poly(A)-Studien, bei denen die Verkürzung des Schwanzes das biologische Signal von Interesse ist.

    FLEP-seq / FLEP-seq2 (Nanopore)

    • Erfasst gleichzeitig die Position der RNA-Polymerase II, den Spleißstatus, die Nutzung von APA-Stellen und die Länge des poly(A)-Schwanzes im gesamten Genom.
    • Der informationsreichste Einzelmolekülansatz für Pflanzen und Modellorganismen.
    • FLEP-seq2 bietet verbesserte Sensitivität und Kompatibilität mit Proben mit niedrigerem Input.

    Technologievergleich: Welche Methode passt zu Ihrer Forschung

    Verwenden Sie die untenstehende Tabelle, um Ihre Forschungsbedürfnisse mit der optimalen Poly(A)-Profiling-Plattform abzugleichen. Unser Team steht zur Verfügung, um spezifische Projekte während einer Beratung zu besprechen.

    Merkmal NGS (TAIL-seq / mTAIL-seq) Nanopore (TAIL Iso-seq / Nano 3P-seq) PAIso-seq (PacBio HiFi)
    Vollständiges Transkript + poly(A)-Schwanz
    Genaues Messen der Schwanzlänge Ungefähr (≤230 nt) ✓ (vollständige Länge) ✓ (höchste Präzision)
    Erkennung von internen Nicht-A-Resten Begrenzt
    Isoform-spezifische Tail-Kartierung Teilweise
    APA-Standortanalyse im gleichen Durchgang
    Homopolymergenauigkeit Fehleranfällig ✓ (tailfindr / nanopolish) ✓ (HiFi CCS liest)
    Am besten geeignet für Hochdurchsatz-Massenuntersuchung Pflanze, breite Transkriptomik Präzision, ressourcensparende Therapien

    Für die meisten RNA-Biologie- und Entwicklungsforschungsprojekte empfehlen wir, einen Nanopore-basierten Workflow entsprechend dem Proben-Typ, dem Forschungsziel und den Sequenzierungsanforderungen auszuwählen. Für die Pflanzen-Transkriptomik und kostenempfindliche Projekte sind TAIL Iso-seq oder FLEP-seq2 ausgezeichnete Optionen. Unser wissenschaftliches Team wird Ihnen während einer kostenlosen Vorprojektberatung helfen, den richtigen Ansatz auszuwählen.

    Service-Workflow

    End-to-End Poly(A) Profiling — Von der Probe bis zu publikationsbereiten Daten

    Poly(A) tail length analysis service workflow: Step 1 Sample Submission & QC → Step 2 Library Preparation → Step 3 Sequencing (Nanopore) → Step 4 Bioinformatics Analysis → Step 5 Results Delivery

    Holen Sie sich Ihr sofortiges Angebot

    Hauptanwendungen

    Unser Poly(A)-Profiling-Service deckt ein breites Spektrum biologischer Fragestellungen ab – von grundlegender RNA-Biologie bis hin zur Optimierung von mRNA-Therapeutika.

    Applications of poly(A) tail length analysis across embryogenesis, plant biology, mRNA therapeutics, single-cell, and APA research

    1

    Embryogenese & Clearance mütterlicher Transkripte

    Die Umgestaltung des Poly(A)-Schwanzes treibt den Übergang von maternalen zu zygotischen Transkripten in Oocyten und frühen Embryonen voran. Langzeit-RNA-Sequenzierung kann eine isoformspezifische Analyse der Dynamik des Poly(A)-Schwanzes in Proben der Entwicklungsbiologie unterstützen und zeigt eine weit verbreitete Einbeziehung von Nicht-A-Resten, die das Schicksal der mRNA lenkt.

    2

    Pflanzenbiologie und Forschung zu Pflanzenstress

    TAIL Iso-seq und FLEP-seq2 liefern eine transkriptomweite Poly(A)-Profilierung über Pflanzentypen, Entwicklungsstadien und Stressbedingungen hinweg. Die Verteilungen der Poly(A)-Schwanzlängen sind gewebespezifisch und evolutionär konserviert – was sie zu zuverlässigen Markern für die funktionale Genomik von Nutzpflanzen macht.

    3

    mRNA-Therapeutika und Impfstoffdesign

    Die Schwanzlänge und -zusammensetzung beeinflussen direkt die mRNA-Halbwertszeit und die translationale Ausgabe. Unser Service unterstützt das rationale Design und die Qualitätskontrolle von synthetischen mRNA-Lasten für Impfstoffe und Gentherapie-Vektoren und hilft Biotechnologieteams, die Expression und Stabilität zu optimieren.

    4

    Niedrig-Input-Transkriptom-Schwanzprofilierung

    Die Poly(A)-Schwanzprofilierung mit geringem Input kann bei begrenzten Forschungsproben unterstützen, wenn die RNA-Qualität, der Proben-Typ und die Sequenzierungsanforderungen geeignet sind – und ermöglicht eine isoformaufgelöste Analyse von Proben, die für herkömmliche Bulk-Methoden unzugänglich waren.

    5

    Forschung zur alternativen Polyadenylierung (APA)

    Jeder Long-Read-Lauf löst gleichzeitig die Nutzung von APA-Stellen zusammen mit der Schwanzlänge auf, was die Entdeckung isoform-spezifischer Expressionsmuster ermöglicht und die Variation der 3'UTR mit translationalen Ergebnissen verknüpft. Für Bioinformatikanalyse Neben den Standardlieferungen sind maßgeschneiderte Multi-Omics-Integrationspipelines verfügbar.

    Musteranforderungen

    Alle RNA-Proben sollten in RNase-freiem Wasser oder 10 mM Tris-HCl pH 8,0 gelöst werden. Messen Sie die Konzentration mittels Fluorometrie (Qubit oder gleichwertig). Versenden Sie die Proben auf Trockeneis zusammen mit dem ausgefüllten Probenübermittlungsformular.

    Dienstleistung Probenart Empfohlene Menge Mindestmenge Min. Konzentration
    TAIL Iso-seq (Nanopore) Gesamt-RNA ≥2 µg 100 Seiten 1 ng/µL
    Nano 3P-seq (Nanopore) Gesamt-RNA ≥1–2 µg 1 µg 20 ng/µL
    FLEP-seq / FLEP-seq2 (Nanopore) Gesamt-RNA ≥2 µg 1 µg 50 ng/µL
    Fertige cDNA-Bibliothek Bibliothek ≥15 µL 15 µL 2 ng/µL
    • RNA-Qualität: OD A260/A280 ≥ 1,8, A260/230 ≥ 1,8, RIN ≥ 7 (RIN ≥ 8 empfohlen für Langlese-Sequenzierung).
    • Niedriginput-Proben: Bitte kontaktieren Sie unser Projektteam vor der Einreichung für maßgeschneiderte Handlungsprotokolle.
    • Durchlaufzeit: Standardprojekte: 2–4 Wochen von der Probenannahme bis zur Datenlieferung, abhängig von der Plattform und der Komplexität der Probe. Beschleunigte Optionen sind auf Anfrage verfügbar.

    Bioinformatische Analyse & Ergebnisse

    Unser standardmäßiger Bioinformatik-Workflow umfasst alle wichtigen Analyseergebnisse ohne zusätzliche Kosten. Die Poly(A)-Schwanzlänge wird mit Nanopolish, Tailfindr oder anderen Nanopore-kompatiblen Analyse-Pipelines bestimmt. Wir erkennen interne Nicht-A-Reste (U, G, C) innerhalb von Poly(A)-Körpern, ordnen Poly(A)-Metriken vollständigen Isoformen zu und verknüpfen die Dynamik des Schwanzes mit der Nutzung von APA-Stellen. Die differenzielle Analyse der Schwanzlängen zwischen Bedingungen verwendet validierte Werkzeuge, einschließlich NanopLen und linearer gemischter Modelle.

    • Rohdaten: FASTQ/BAM-Dateien von Nanopore-Sequenzierung, mit vollständigen Sequenzierlaufmetriken.
    • QC-Bericht: Probenmetriken einschließlich Leseanzahl, Verteilung der Lese-längen, Mapping-Rate und Bibliotheksstatistiken.
    • Poly(A) Analysepaket: Verteilung von Schwanzlängen (Histogramme, Boxplots pro Gen, Gewebevergleiche); interne Karten von Nicht-A-Resten (U/G/C-Häufigkeit nach Position und Transkript); Tabelle zur Schwanzassoziation auf Isoform-Ebene; Analyse der Nutzung von APA-Stellen und Quantifizierung der 3'UTR-Länge; differenzielle Schwanzlängenvergleiche zwischen Bedingungen.
    • Visuelle Ausgaben: Veröffentlichungsbereite Diagramme im PDF/PNG-Format – Sashimi-Diagramme, Violin-Plots, Heatmaps für Mehrfachprobenvergleiche.
    • Beratungsgespräch: Wissenschaftliche Überprüfungssitzung mit unserem Team, um Ergebnisse und Folgeexperimentstrategien zu besprechen.

    Maßgeschneiderte bioinformatische Lösungen – einschließlich der Integration mit Ihren bestehenden RNA-seq-, Proteomik- oder Einzelzell-Datensätzen – sind auf Anfrage erhältlich.

    Bioinformatics analysis pipeline for poly(A) tail profiling: tail-length calling, non-A residue detection, APA analysis, isoform mapping

    Warum Sie sich für eine Partnerschaft mit CD Genomics zur Analyse der Poly(A)-Länge entscheiden sollten

    Wir bringen umfangreiche Erfahrung in der Long-Read-RNA-Biologie mit und bieten eine Nanopore-basierte Arbeitsablaufkapazität sowie einen vollständigen End-to-End-Service – von der Probenannahme bis zur publikationsreifen Ausgabe.

    • Multi-Plattform-Expertise: Fachkenntnisse in nanoporenbasierten Workflows, einschließlich TAIL Iso-seq, Nano 3P-seq und FLEP-seq2 – Sicherstellung der richtigen Plattform für jedes Projekt.
    • Ultra-Niedrig Eingangsvalidiert: Niedriginput-Proben können vor Projektbeginn bewertet werden, um ein geeignetes Workflow-Design, RNA-Qualitätsanforderungen und die Sequenzierbarkeit zu bestimmen.
    • Vollständige Nicht-A-Rückstandsdetektion: Basisidentifikation interner U-, G- und C-Reste innerhalb von Poly(A)-Schwänzen — über einfache Messungen der Schwanzlänge hinaus.
    • Umfassende Bioinformatik: Vollständige Bioinformatik-Pipeline ohne zusätzliche Kosten enthalten – Schwanzlängenverteilungen, APA-Analysen, Karten von Nicht-A-Resten und Isoformtabellen werden zusammen geliefert.
    • Veröffentlichungsreife Ausgabe: Ergebnisse, die für die direkte Einreichung bei hochrangigen Fachzeitschriften formatiert sind, mit einer Abbildungsästhetik, die den redaktionellen Standards entspricht.

    CD Genomics poly(A) tail length analysis service advantages: Nanopore-based workflows, low-input project support, non-A residue detection, comprehensive bioinformatics

    Referenzen

    1. Liu Y, Nie H, Liu H, Lu F. Poly(A)-inklusive RNA-Isoform-Sequenzierung (PAIso-seq) zeigt weit verbreitete nicht-adenosinreiche Rückstände innerhalb der RNA-Poly(A)-Schwänze. Nat Kommunizieren2019;10:5292. Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links übersetzen. Bitte geben Sie den Text ein, den Sie übersetzen möchten.
    2. Passmore LA, Coller J. Rollen der mRNA-Poly(A)-Schwänze bei der Regulation der eukaryotischen Genexpression. Nat Rev Mol Zell Biol2022;23(2):93-106. Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links oder spezifischen Dokumenten übersetzen. Bitte geben Sie den Text, den Sie übersetzt haben möchten, direkt hier ein.
    3. Chang H, Lim J, Ha M, Kim VN. TAIL-seq: genomweite Bestimmung der Poly(A)-Schwanzlänge und 3'-Ende-Modifikationen. Mol Zell2014;53(6):1044-1052. Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links übersetzen. Wenn Sie den Text, den Sie übersetzen möchten, hier einfügen, helfe ich Ihnen gerne weiter.

    Demo-Ergebnisse

    Poly(A) tail length distribution histogram showing peaks at approximately 20 nt and 45 nt across tissue types — generated by Nanopore-based TAIL Iso-seq

    Transkriptomweite Verteilung der Poly(A)-Schwanzlängen mit bimodalen Peaks in somatischen Geweben. Daten erzeugt durch Nanopore TAIL Iso-seq. (Liu Y et al., Nat Commun, 2019)

    Internal non-A residue frequency map showing distribution of U, G, and C bases at positions within poly(A) tails in mouse GV oocyte transcripts

    Interne nicht-A-Rest-Positionskarte (U/G/C-Häufigkeit über die Positionen des poly(A)-Schwanzes, Transkripte von Maus-GV-Oozyten). (Liu Y et al., Nat Commun, 2019)

    APA site sashimi diagram showing alternative polyadenylation site usage comparison between two biological conditions with 3'UTR length changes

    Isoform-resolute APA-Stellen-Nutzungsvergleich zwischen Bedingungen, der die Verkürzung der 3'UTR zeigt. Erzeugt aus vollständigen Langlesedaten.

    Referenzen

    1. Liu Y, Nie H, Liu H, Lu F. Poly(A) inklusive RNA-Isoform-Sequenzierung (PAIso-seq) zeigt weit verbreitete nicht-Adenosin-Reste innerhalb der RNA-Poly(A)-Schwänze. Nat Commun2019;10:5292. Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links oder spezifischen Artikeln übersetzen. Wenn Sie den Text, den Sie übersetzt haben möchten, hier einfügen, helfe ich Ihnen gerne weiter.

    Häufig gestellte Fragen zur Analyse der Poly(A)-Schwanzlänge

    1. Welchen Nanopore-Workflow sollte ich wählen?

    Für die Transkriptomforschung von Pflanzen, umfassendere Gewebeuntersuchungen oder wenn Echtzeitdaten wichtig sind, können nanoporenbasierte TAIL Iso-seq oder Nano 3P-seq geeignete Optionen sein. Unser Team wird während der kostenlosen Vorprojektberatung basierend auf Probenart, RNA-Eingang und Forschungszielen den optimalen Ansatz empfehlen.

    2. Können Sie interne U-, G- oder C-Reste innerhalb von Poly(A)-Schwänzen nachweisen?

    Ja. Nanopore-basierte Methoden in unserem Portfolio können verwendet werden, um nicht-Adenosin-Reste innerhalb des Körpers von poly(A)-Schwänzen zu identifizieren — nicht nur an der terminalen 3'-Position. Diese Fähigkeit ist besonders relevant für Studien zu mRNA-Abbauwegen, Uridylierung (TENT2-vermittelt) und TENT4A/B-vermittelter Guanylation von poly(A)-Schwänzen. Interne Nicht-A-Rest-Karten sind als Liefergegenstand für geeignete nanopore-basierte Projekte enthalten.

    3. Wie genau ist die Bestimmung der poly(A)-Längen von Langlese-Reads für Homopolymere?

    Moderne Algorithmen, die speziell für die Messung von poly(A) entwickelt wurden — einschließlich Tailfindr, Nanopolish und dem Nano3P-Caller auf Nanopore — unterstützen die Bestimmung der poly(A)-Längen bei Langlesungen. Wir fügen bei Bedarf Spike-in-Kontrollen hinzu, um die Genauigkeit der Bestimmung der Schwanzlängen für Ihre spezifischen Proben zu validieren.

    4. Was ist die minimale RNA-Eingabe, die erforderlich ist?

    Die Eingabebedürfnisse hängen von der gewählten Nanopore-basierten Methode, dem Proben-Typ, der RNA-Qualität und der gewünschten Sequenzierungstiefe ab. Höhere Eingaben, wie 1–2 µg, werden für eine transkriptomweite Abdeckung empfohlen. Bitte kontaktieren Sie unser Team, bevor Sie Proben mit niedrigem Input einreichen, damit wir ein entsprechendes Handhabungsprotokoll vorbereiten können.

    5. Ist die APA-Standortanalyse im Service enthalten?

    Ja. Da wir vollständige Transkripte vom 5'-Cap bis zum poly(A)-Schwanz in einem einzelnen Lesevorgang sequenzieren, wird bei jedem Lauf die Nutzung alternativer Polyadenylierungsstellen (APA) gleichzeitig mit der Messung der Schwanzlänge aufgelöst – es sind keine zusätzlichen Bibliotheksvorbereitungen oder Sequenzierungsläufe erforderlich. Die bioinformatischen Ergebnisse umfassen die Quantifizierung der APA-Stellen, die Analyse der Längenverteilung der 3'UTR und den differentiellen APA-Vergleich zwischen Bedingungen als Standardausgaben.

    6. Kann dieser Service die Forschung zu mRNA-Impfstoffen oder -Therapeutika unterstützen?

    Die Länge und Zusammensetzung des Poly(A)-Schwanzes beeinflussen direkt die Halbwertszeit von mRNA und die Translationsergebnisse in Zellen. Unser Service kann die Eigenschaften des Schwanzes von synthetischen mRNA-Konstrukten charakterisieren – was rationale Designentscheidungen für mRNA-Impfstoffe, Gentherapie-Vektoren und andere therapeutische Anwendungen unterstützt. Wir arbeiten routinemäßig mit Biotechnologie- und Pharma-Teams an der Optimierung von mRNA-Inhalten. Dieser Service richtet sich an Nur für Forschungszwecke und ist nicht für klinische oder diagnostische Verfahren vorgesehen.

    Analyse von Fallstudien zur Poly(A)-Schwanzlängenbestimmung

    Veröffentlichte Forschungsübersicht

    Die Poly(A)-inklusiven RNA-Isoform-Sequenzierung (PAIso-seq) zeigt weit verbreitete nicht-adenosinische Rückstände innerhalb der RNA-Poly(A)-Schwänze.

    Tagebuch: Naturkommunikation
    Impact Faktor: 14,7
    Veröffentlicht: November 2019

    Hintergrund

    Das Verständnis, wie die Länge und Zusammensetzung des poly(A)-Schwanzes auf der Ebene einzelner mRNA-Isoformen reguliert wird, stellt eine langjährige Herausforderung in der RNA-Biologie dar. Bisherige Methoden konnten nicht gleichzeitig die vollständigen Transkriptsequenzen und ihre kompletten poly(A)-Schwänze lesen, während sie interne nicht-adenosinbasen nachweisen konnten. Liu et al. haben sich zum Ziel gesetzt, eine Methode zu entwickeln, die empfindlich genug ist, um eine einzelne Säugetier-Oozyte — eine der am stärksten eingeschränkten biologischen Proben in der Entwicklungsforschung — zu analysieren und dabei eine Basisauflösung der Schwanzzusammensetzung über das gesamte Transkriptom hinweg zu bieten.

    Materialien & Methoden

    Probenvorbereitung

    • Maus-Germinalvesikel (GV) Oocyten (Masse + Einzelzelle)
    • Zwei unabhängige biologische Replikate (Bulk)
    • 15 individuelle einzelne GV-Oozyten (Einzelzellvalidierung)
    • Spike-in Poly(A)-Standards zur Längenkalibrierung

    Sequenzierung

    • PacBio SMRT-Sequenzierung (PAIso-seq-Methode)
    • End-Erweiterung + Vorlagenwechsel für vollständige cDNA
    • Zirkuläre Adapterligierung für CCS-Lesevorgänge
    • Spike-in-kalibrierte Bestimmung der Poly(A)-Schwanzlänge

    Datenanalyse

    • Vollständige Isoform-Kartierung zum Referenztranskriptom
    • Analyse der Verteilung der Poly(A)-Schwanzlängen
    • Interne Nicht-A-Restidentifizierung (U, G, C)
    • Einzelzell- vs. Bulk-Konformitätsbewertung

    Ergebnisse

    1. Transkriptom-weites Poly(A)-Profiling mit Einzel-Eizellen-Auflösung
      • Die Analyse von zwei unabhängigen Bulk-GV-Oozytenbibliotheken ergab 79.994 und 227.902 kartierte Transkripte, was die Reproduzierbarkeit über die Replikate hinweg bestätigt (Abb. 2).
      • Die globale Verteilung der poly(A)-Schwanzlängen zeigte einen breiten, reproduzierbaren Gipfel, der in allen Replikaten und Einzelzellproben konsistent war.
      • Single-Oozyten-PAIso-seq (0,5 ng Input) lieferte Ergebnisse, die mit der Bulk-Profilierung übereinstimmten – was die Methode für seltene und wertvolle Proben validiert.

    Fig. 2 from Liu et al. 2019 Nature Communications — global poly(A) tail length distribution of all transcripts in mouse GV oocytes profiled by PAIso-seqAbb. 2 — Globale Verteilung der poly(A)-Schwanzlängen aller Transkripte in Maus-GV-Oozyten. PAIso-seq erfasst poly(A)-inklusiven Voll-Längen-Transkripte mit Basisauflösung. (Liu Y et al., Nat Kommunizieren, 2019)

    1. Verbreitete Nicht-Adenosin-Reste innerhalb von Poly(A)-Schwänzen
      • 17 % der mRNAs wiesen nicht-adenosinische Reste — U, G oder C — innerhalb des Körpers ihrer poly(A)-Schwänze auf, nicht nur am 3'-Ende.
      • Interne nicht-A-Reste zeigten eine positionsabhängige Vorliebe für den 5'-Bereich von poly(A)-Schwänzen und variierten systematisch zwischen den Transkripten, was auf gen-spezifische regulatorische Mechanismen hindeutet.
      • Die Uridylierungs- und Guanylierungs-Muster wurden mit bekannten mRNA-Abbauwegen in Verbindung gebracht, was einen funktionalen Kontext für die Daten zur Schwanzzusammensetzung bietet.
    2. Isoform-spezifische Schwanzdynamik
      • Verschiedene Spleißisoformen desselben Gens zeigten unterschiedliche Verteilungen der Poly(A)-Schwanzlängen – eine Erkenntnis, die mit keiner Kurzlese- oder Bulk-Messmethode sichtbar gemacht werden kann.
      • Die Integration der vollständigen Isoformsequenz mit Poly(A)-Metriken eröffnete eine neue Dimension für das Verständnis, wie die posttranskriptionale Regulation auf Transkriptebene koordiniert wird.

    Fazit

    PAIso-seq hat festgestellt, dass Poly(A)-Schwänze keine einheitlichen A-Trakte sind, sondern heterogene Strukturen mit eingebetteten regulatorischen Informationen. Die Einzelzellensensitivität der Methode – hier validiert mit Maus-GV-Oozyten bei 0,5 ng Eingabe – hat eine neue Grenze für das Studium wertvoller biologischer Proben eröffnet. Diese Erkenntnisse bildeten die methodologische Grundlage für nachfolgende Arbeiten zur Profilierung des Übergangs von menschlichen Oozyten zu Embryonen und zu poly(A)-Atlanten des gesamten Pflanzen-Transkriptoms und untermauern direkt den PAIso-seq-Service, den CD Genomics nun der globalen Forschungscommunity anbietet.

    Referenz

    1. Liu Y, Nie H, Liu H, Lu F. Poly(A)-inklusive RNA-Isoform-Sequenzierung (PAIso-seq) zeigt weit verbreitete nicht-Adenosin-Reste innerhalb der RNA-Poly(A)-Schwänze. Nat Commun2019;10:5292. Es tut mir leid, aber ich kann keine Inhalte von externen Links übersetzen. Bitte geben Sie den Text, den Sie übersetzen möchten, direkt hier ein.

    Verwandte Veröffentlichungen

    Hier sind einige Publikationen, die erfolgreich mit unseren Dienstleistungen oder verwandten Long-Read-RNA-Sequenzierungsdiensten veröffentlicht wurden:

    Die Poly(A)-inklusiven RNA-Isoform-Sequenzierung (PAIso-seq) zeigt weit verbreitete nicht-adenosinreiche Rückstände innerhalb der RNA-Poly(A)-Schwänze.

    Zeitschrift: Nature Communications

    Jahr: 2019

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    Rollen der Poly(A)-Schwänze von mRNA bei der Regulation der eukaryotischen Genexpression

    Zeitschrift: Nature Reviews Molecular Cell Biology

    Jahr: 2022

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