16.15: リボソームプロファイリング

リボソームプロファイリングまたはリボシーケンシングは、細胞内の活性翻訳のスナップショットを生成するディープシーケンシング技術です。リボソームによって保護されたmRNAを選択的に配列決定し、任意の時点での細胞の翻訳状況に関する洞察を得ることができます。

リボソームプロファイリングの応用

リボソームプロファイリングには、特定の臓器や組織タイプ内の翻訳のin vivoモニタリングや、新しいタンパク質合成レベルの定量化など、多くの用途があります。

この手法は、翻訳されたオープンリーディングフレームを同定し、機能が不明な特徴付けられたタンパク質の短いペプチドやアイソフォームなど、新しい翻訳産物を発見するのに役立ちます。リボソームプロファイリングは、外部シグナルを受け取るまで翻訳されない細胞内のいくつかのmRNAを同定するのにも役立ちます。

リボソームプロファイリングの技術的課題

リボソームプロファイリングは、大量のサンプルの必要性、翻訳のタイムリーな阻害への依存性、RNA汚染など、多くの技術的課題に直面しています。

瞬間凍結技術は、急速な翻訳阻害の課題を克服することができます。これは、シクロヘキシミドなどの翻訳伸長阻害剤と比較して、細胞内のリボソーム分布を効率的に捕捉するのに役立ちます。

mRNAに結合するリボソームRNA(rRNA)は、通常、リボソームプロファイリング中に除去されます。しかし、まだいくつかのrRNA汚染物質が観察されることがあります。研究者は、カムチャッカカガニの肝膵臓から単離された、dsDNAおよびDNA-RNAハイブリッドを切断するrRNA汚染を減らすために、二本鎖特異的ヌクレアーゼ(DSN)酵素を使用しています。この方法は、次世代シーケンシングやRNA-seqライブラリからのrRNAの枯渇の前に、cDNAライブラリを標準化するためにもよく使用されます。

リボソームプロファイリングのもう一つの制限は、データの分析であり、これにはバイオインフォマティクスの適切な専門知識が必要です。この問題を解決するために、RパッケージのriboSeqRが使用され、複数のサンプルのリボソームプロファイリングデータを解決する方法が提供されます。