RNA-Seq Específico de Strand Utilizado para Estudar a Função Genética e Mecanismos Patogénicos

RNA-seq específico de fita significa que a informação de direção da cadeia de RNA é preservada na biblioteca de sequenciamento durante a construção da biblioteca, e a análise de dados após o sequenciamento pode determinar se o transcrito é da cadeia sensível ou da cadeia antissensível. Comparado com o sequenciamento de transcriptoma comum, pode contar de forma mais precisa o número de transcritos e determinar a estrutura dos genes, além de encontrar mais transcritos antissensíveis, sendo atualmente amplamente utilizado na pesquisa da estrutura dos genes, regulação da expressão gênica e outros campos.

Vantagens e aplicação do RNA-seq específico de fita:

1. Identificar transcritos antissensíveis
2. Anotar um genoma
3. Descobrir novos transcritos e análise estrutural de organismos modelo
4. Obter quantificação mais precisa da expressão gênica e prever novos transcritos
5. Melhorar a precisão na descoberta de circRNA

O RNA-seq específico de fita ajuda a explorar os mistérios dos mecanismos de edição de RNA

A edição de RNA é um tipo de mecanismo de regulação pós-transcricional dos genes, que se refere à inserção, deleção ou substituição de bases nas moléculas de RNA, levando à diferença entre o RNA maduro e o molde de DNA que originalmente o codificou. Sistemas de edição de RNA surgiram várias vezes dentro dos eucariotos e envolvem uma gama de mecanismos de processamento pós-transcricional que alteram sequências de RNA pela inserção, deleção ou substituição de nucleotídeos, mas excluem a splicing, captação 5' e poliadenilação 3' por convenção. A extensa edição de adenosina para inosina (A-to-I) de mRNAs transcritos no núcleo é a marca registrada da regulação transcricional em metazoários. Aqui, os pesquisadores selecionaram cuidadosamente 22 espécies que podem representar diferentes estágios da evolução animal e realizaram re-sequenciamento genômico de alta profundidade e sequenciamento de transcriptoma específico de fita para cada espécie. Subsequentemente, mapas de edição de RNA dessas espécies foram construídos usando o pacote de software RES Scanner desenvolvido pela equipe. Eles fornecem evidências substanciais que apoiam a edição de mRNA A-to-I como uma inovação regulatória originada no último ancestral comum dos metazoários existentes. Os resultados do sequenciamento mostraram que a edição A-to-I ocorreu principalmente no RNA não codificante transcrito pela sequência repetida do genoma, especialmente na sequência repetida jovem, enquanto eventos de edição na região codificadora de proteínas foram muito raros e o emparelhamento intermolecular de transcritos sensíveis-antissensíveis como um mecanismo importante para a formação de substratos de dsRNA para edição A-to-I em algumas, mas não em todas as linhagens. Em geral, a edição A-to-I em metazoários pode ter evoluído inicialmente como um mecanismo de defesa contra dsRNA derivado de repetições, mas devido ao seu caráter mutagênico, foi eventualmente incorporada a uma variedade de processos biológicos.

Os alvos genômicos da edição A-to-I em metazoários

A Origem e os Principais Substratos do Mecanismo de Edição de RNA Mediado por ADAR

O algodão é uma importante cultura de fibra natural. Recentemente, pesquisadores integraram quatro técnicas complementares de alto rendimento, incluindo PacBio Iso-seq, RNA-seq específico de fita, CAGE-seq e PolyA-seq, para explorar sistematicamente a paisagem de transcrição em 16 tecidos ou diferentes tipos de órgãos em Gossypium arboreum. Eles projetaram um processo de análise de dados chamado IGIA para integrar e reconstruir informações precisas de anotação da estrutura gênica a partir de diferentes técnicas de sequenciamento. Os resultados revelaram um mapa de transcriptoma dinâmico e diversificado no algodão, incluindo expressão gênica específica de tecido, uso seletivo de locais de início de transcrição (TSS) e locais de poliadenilação, pontos quentes de splicing alternativo e leitura transcricional contínua. Esses eventos regulatórios afetarão muitos genes em vários aspectos, como a aquisição ou perda de motivos de RNA funcionais e domínios de estrutura de proteínas, ajuste fino da atividade de ligação ao DNA e co-regulação de genes no mesmo complexo ou via. Esses métodos e descobertas fornecem recursos valiosos para futuras pesquisas funcionais do genoma, como entender a variação natural de SNP em populações de plantas.

RNA-seq integrativo multi-estratégico para a paisagem de RNA de alta resolução em G. arboreum

O RNA-seq específico de fita tem grandes vantagens. Acredita-se que, com a diminuição do custo geral da indústria de sequenciamento, a demanda experimental por transcriptoma específico de fita se tornará cada vez maior, o que proporciona uma boa ajuda para a pesquisa de tópicos relacionados ao RNA, como a expressão gênica diferencial do transcriptoma e variantes de splicing.

Referências:

1. Zhang, Pei et al. “Sobre a origem e evolução da edição de RNA em metazoários." Cell reports, vol. 42,2 112112. 14 Fev. 2023
2. Wang, Kun et al. "A análise multi-estratégica de RNA-seq revela uma paisagem transcricional de alta resolução no algodão." Nature communications vol. 10,1 4714. 17 Out. 2019