華人學者提出新概念：利用tRNA測序解析腸道微生物組

　　來自芝加哥大學的研究人員開發了一種高通量RNA測序新方法，分析研究腸道微生物組的活性。

　　與一般的RNA測序不同，這些新工具分析的是轉移RNA——tRNA，也就是將DNA中編碼的遺傳信息轉化為執行基本生物功能的蛋白質的RNA。如果能過清楚地了解tRNA動態，科學家就能了解天然存在的微生物組的活性，并研究它們對環境變化的反應，例如變化的溫度或營養物質的變化。

　　這一研究成果公布在Nature Communications雜志上，由芝加哥大學生物化學和分子生物學教授潘濤（Tao Pan）博士領導完成。早年畢業于德國薩爾布呂肯大學的潘教授從事RNA研究多年，曾發現tRNA的非翻譯作用，這種甲基化對于tRNA的穩定性具有重要意義（Cell里程碑成果：tRNA居然還有另外的作用）。

　　轉錄組是特定細胞或組織在特定時間或狀態下轉錄出來的所有RNA的集合。通過對轉錄組的研究可以揭示生物體的基因表達，研究結構變異及發現新基因。新的RNA測序(RNA-seq)策略也包含tRNAs測序。

　　細菌中的每個tRNA平均有八種化學修飾可以調節其功能。新高通量測序和分析方法不僅可以檢測其中兩個，而且也可以檢測每個位點發生的從0到100％的修飾修改。比如一種修飾——m1A，研究顯示，喂食高脂肪飲食的小鼠的腸道微生物組中m1A水平更高，這是科學家們第一次在微生物組中觀察到tRNA發生的修飾水平變化。

　　潘教授說：“我們之前并不了解為什么m1A tRNA修飾會有存在的需要，或者說它們有什么用途，在微生物組中觀察到這種改變，前所未有。”

　　m1A修飾有助于合成某些類型的蛋白質，這些蛋白質在高脂肪飲食中可能更豐富。研究人員還不知道這些修飾差異是否與飲食有關，還是它們存在，只是變得活躍，增強這些蛋白質的合成。

　　這項研究是芝加哥大學一系列微生物組項目中的一項，該項目由Keck基金會資助。潘教授開創了tRNA測序工具的使用，因此獲得了基金會的資助，他與A. Murat Eren等人通過tRNA測序產生的大量數據，希望能以低成本獲得與人類或環境相關的微生物組的關鍵見解。

　　“過去二十年中涌現了不少新的分子和計算工具，幫助我們區分了微生物的生命表面及其對周圍環境的影響，”Eren說，“而tRNA測序可以通過對轉化機制的核心提出無需太高成本的新見解，不僅可以成為了解微生物對細微環境變化的反應的一種方式——這些變化無法通過其他方式檢測，而且還可以將更多的RNA生物學和RNA表觀遺傳學帶入微生物組快速發展的新領域。”

　　“有許多方法可以檢查微生物組的活性，但沒有什么比測序更快的了，而且還可以獲得更多的數據，”潘教授說，“在這里，我們開發了一種新方法，通過tRNA和高通量測序報告微生物組的活性，這確實物有所值。”