研究人員發(fā)表了一個(gè)簡(jiǎn)單的技巧，提高了幫助我們理解外部變量(如溫度)如何影響植物基因活動(dòng)的技術(shù)的準(zhǔn)確性。
北卡羅來納州立大學(xué)分子和結(jié)構(gòu)生物化學(xué)副教授Colleen Doherty說：“這里確實(shí)有兩個(gè)貢獻(xiàn)，首先，我們提高了植物研究界許多人不熟悉的問題的可見度，并強(qiáng)調(diào)了解決方案。其次，我們已經(jīng)證明，解決這個(gè)問題可以使我們對(duì)植物基因活動(dòng)的理解發(fā)生重大變化。”
爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是一種被稱為RNA-seq分析的技術(shù)，這種技術(shù)被用來測(cè)量基因活性的變化——也就是說，當(dāng)基因活躍地轉(zhuǎn)錄以產(chǎn)生蛋白質(zhì)時(shí)。
“我們使用RNA-seq分析來評(píng)估植物對(duì)各種刺激或環(huán)境變化的反應(yīng)，”Doherty說。“它被廣泛使用，因?yàn)樗且环N相對(duì)簡(jiǎn)單和廉價(jià)的監(jiān)測(cè)植物反應(yīng)的方法。”
例如，研究人員可以使用RNA-seq分析來查看當(dāng)植物經(jīng)歷干旱條件時(shí)哪些基因被激活，然后為開發(fā)抗旱的新植物品種提供信息。
但與RNA-seq分析相關(guān)的一個(gè)特殊挑戰(zhàn)是Doherty和她的合作者偶然遇到的。
Doherty說:“我們?cè)谝惶斓亩鄠€(gè)時(shí)間里監(jiān)測(cè)植物對(duì)不同溫度的反應(yīng)，我們得到的結(jié)果大相徑庭。”“我們最初認(rèn)為我們可能做錯(cuò)了什么。但當(dāng)我們開始研究它時(shí)，我們了解到動(dòng)物和酵母已知會(huì)根據(jù)一天中的時(shí)間或氮?jiǎng)儕Z等變量在轉(zhuǎn)錄方面發(fā)生全局變化。”
換句話說，研究人員希望看到特定的變量——比如溫度升高，是如何影響特定基因的轉(zhuǎn)錄的。但是有一些變量——比如一天中的時(shí)間，可以增加或減少所有基因的轉(zhuǎn)錄。這可能會(huì)使研究人員無法就他們想要研究的具體變量得出結(jié)論。
Doherty說:“幸運(yùn)的是，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題在研究非植物物種的研究人員中已經(jīng)得到了充分的認(rèn)可，他們已經(jīng)開發(fā)出一種方法來解釋它，稱為spike-in。這些和類似的技術(shù)已經(jīng)在植物科學(xué)的其他背景下使用，當(dāng)使用舊的技術(shù)和技術(shù)時(shí)。但無論出于何種原因，當(dāng)我們采用RNA-seq分析時(shí)，我們的領(lǐng)域并沒有將spike-in插入納入我們的方法中。”
spike-in利用了與植物基因組中任何東西都不同的外來RNA片段，這意味著外來RNA不會(huì)與植物自身產(chǎn)生的任何東西混淆。研究人員在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)將外源RNA引入分析過程。由于轉(zhuǎn)錄的全局變化不會(huì)影響外源RNA，因此它可以作為一個(gè)固定的基準(zhǔn)，使研究人員能夠確定植物自身產(chǎn)生的RNA總體增加或減少的程度。
Doherty說:“當(dāng)我們使用人工突變來解釋轉(zhuǎn)錄的全球變化時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)植物在一天中不同時(shí)間暴露于溫度變化的差異實(shí)際上比我們預(yù)期的還要大。”
“spike-in為我們提供了更準(zhǔn)確的信息，并更深入地了解了植物在夜間的行為——因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)全球轉(zhuǎn)錄在夜間更高。在我們采用spike-in信號(hào)之前，我們錯(cuò)過了很多夜間發(fā)生的事情。”
Doherty說:“人工spike-in是一個(gè)巧妙的解決方案，我們植物研究界的許多人甚至不知道這個(gè)挑戰(zhàn)的存在。”“我們樂觀地認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)將提高在各種可能影響植物物種全局轉(zhuǎn)錄的條件下轉(zhuǎn)錄分析的準(zhǔn)確性。反過來，這可能有助于我們的研究界對(duì)我們研究的物種獲得新的見解。
“我們并沒有開發(fā)這種解決方案——人工尖刺——但我們真的希望它能在植物科學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-3）
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