翻譯效率檢測并不簡單！Ribo-seq、Polysome-seq、RNC-seq誰才適合你？

前沿

在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控日益受到關(guān)注的今天，研究mRNA的翻譯狀態(tài)已成為功能基因組學(xué)的重要方向。作為反映mRNA轉(zhuǎn)錄后命運(yùn)的關(guān)鍵指標(biāo)，翻譯效率（Translation Efficiency, TE）正在成為轉(zhuǎn)錄組研究的“下半場焦點”。

本文將帶您全面了解目前主流的翻譯組技術(shù)——Ribo-seq、Polysome-seq、RNC-seq，并深入探討它們在檢測翻譯效率時的異同、優(yōu)劣和適用場景。

翻譯效率TE

簡單來說，翻譯效率（Translation Efficiency, TE）就是檢測mRNA在被轉(zhuǎn)錄出來之后，有多少被用于翻譯蛋白質(zhì)。

常見的計算方法是：TE=正在被翻譯的mRNA表達(dá)量/總mRNA表達(dá)量。其中，“正在被翻譯的mRNA”需要特定技術(shù)來捕捉，目前主流方案包括Ribo-seq、Polysome-seq和RNC-seq。

為什么要計算翻譯效率（TE）？

基因表達(dá)的兩道關(guān)口

基因表達(dá)就像兩道關(guān)口：

• 轉(zhuǎn)錄（DNA → mRNA）

• 翻譯（mRNA → 蛋白質(zhì)）

RNA-seq能告訴我們某個基因的mRNA有多少，但mRNA多并不代表其對應(yīng)的蛋白就多，因為翻譯過程本身也會受到嚴(yán)格調(diào)控

翻譯效率TE的定義

翻譯效率TE的計算，就是把這兩道關(guān)口聯(lián)系起來：TE=翻譯水平/轉(zhuǎn)錄水平

• 翻譯水平來自Ribo-seq、Polysome-seq或RNC-seq

• 轉(zhuǎn)錄水平來自RNA-seq

TE能告訴我們什么

有了翻譯效率TE，我們就能區(qū)分：

• 轉(zhuǎn)錄驅(qū)動的變化：mRNA和翻譯活躍度的變化

• 翻譯驅(qū)動的變化：mRNA水平?jīng)]變，而翻譯調(diào)節(jié)顯著升高或降低

科研價值

在科研中，這意味著：

• 發(fā)現(xiàn)疾病、發(fā)育、應(yīng)激反應(yīng)中的關(guān)鍵翻譯調(diào)控基因

• 判斷藥物是影響了轉(zhuǎn)錄還是直接調(diào)控了翻譯

• 為蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果提供機(jī)制解釋

一句話總結(jié)

計算TE，就是看清“哪段高速公路真的在跑車”，而不是只看“路修了多少”，它能揭示RNA-seq看不到的調(diào)控秘密。

檢測翻譯效率的測序技術(shù)

1. Ribo-seq：堿基級精度，翻譯調(diào)控研究首選

• 原理：利用酶切去除未結(jié)合核糖體的mRNA，留下核糖體保護(hù)的片段（RPFs）進(jìn)行測序

• 優(yōu)勢：

• • 可精確定位核糖體在mRNA上的位置

  • 結(jié)合RNA-seq，可計算TE，精確到單基因

  • 能識別啟動位點、uORF、小肽翻譯等事件

• 局限：實驗難度大、操作復(fù)雜，成本較高

點擊查看詳細(xì)內(nèi)容

2. Polysome-seq：平衡通量與精度的解決方案

• 原理：通過蔗糖梯度離心分離多聚核糖體，抽提多聚核糖體結(jié)合的mRNA進(jìn)行測序

• 優(yōu)勢：

• • 一般能代表正在高效翻譯的mRNA群體

  • 結(jié)合RNA-seq，可計算每個基因的TE

  • 重復(fù)性好，流程穩(wěn)定，適合多個條件的比較分析

• 局限：分辨率有限，無法識別翻譯暫停等事件，TE不精準(zhǔn)

點擊查看詳細(xì)內(nèi)容

3. RNC-seq：快速篩選與特殊樣本的捷徑

• 原理：提取有所核糖體結(jié)合的總mRNA并直接建庫測序

• 優(yōu)勢：

• • 相較前兩種方法，流程簡單，適合大通量快速檢測

  • 一般能反映mRNA是否被翻譯

• 局限：不分層篩選、分辨率低，容易富集低活性的mRNA，TE值模糊

點擊查看詳細(xì)內(nèi)容

三大技術(shù)如何計算翻譯效率（TE）

01

Ribo-seq

• 計算方式：將富集的核糖體保護(hù)片段（RPF）信號量除以同一樣本的總RNA-seq信號量

• 本質(zhì)：直接捕捉翻譯的核糖體所占據(jù)的PRF片段位置和數(shù)量，直觀計算翻譯效率，金標(biāo)準(zhǔn)

02

Polysome-seq

• 計算方式：利用梯度分離得到多聚核糖體（polysome）部分的mRNA信號量，除以總mRNA信號量

• 本質(zhì)：統(tǒng)計被多聚核糖體占據(jù)的mRNA量，反映總體翻譯活躍度

03

RNC-seq

• 計算方式：直接測定與所有核糖體（無論單體還是多聚體）結(jié)合的mRNA量，除以總mRNA信號量

• 本質(zhì)：富集所有核糖體結(jié)合的mRNA，不區(qū)分核糖體數(shù)量和其翻譯活躍度

TE計算——表面簡單，暗藏玄機(jī)

1. Ribo-seq：存在數(shù)據(jù)虛高的可能

作為金標(biāo)準(zhǔn)的Ribo-seq在當(dāng)遇到mRNA上的核糖體發(fā)生暫停或擁堵（collision）導(dǎo)致翻譯停滯，核糖體印跡（RPF）積累，以富集核糖體印跡RPF計算TE值升高，但實際上翻譯效率下降了。

2. Polysome-seq：忽略核糖體動態(tài)局限

通過篩選多聚核糖體結(jié)合的mRNA來間接推斷其翻譯狀態(tài)，無法區(qū)分轉(zhuǎn)錄本上核糖體旺盛程度、是否活躍推進(jìn)或停滯，僅以多聚核糖體結(jié)合的mRNA數(shù)量來計算TE會導(dǎo)致結(jié)果的不確定。

3. RNC-seq：捕捉粗略狀態(tài)，精度不夠

抽提所有核糖體結(jié)合mRNA，不區(qū)分單個核糖體還是多個核糖體，而單個核糖體結(jié)合的mRNA通常翻譯并不活躍，但RNC-seq無法剔除這些“弱翻譯”mRNA。

再者，其同樣無法區(qū)分轉(zhuǎn)錄本上核糖體旺盛程度、是否活躍推進(jìn)或停滯這類問題，僅以核糖體結(jié)合的mRNA數(shù)量計算TE導(dǎo)致整體結(jié)果可能失真。

小結(jié)

TE是一個計算指標(biāo)，是建立在技術(shù)邏輯之上的“推斷性指標(biāo)”，其生物學(xué)意義必須與具體技術(shù)原理結(jié)合解釋，不能脫離上下文孤立解讀。理解不同方法的優(yōu)勢與局限，才能對TE的變化做出科學(xué)解讀。

我們能為你提供什么？

翻譯效率TE不是一個簡單的數(shù)字，而是一個需要技術(shù)理解和生物學(xué)判斷共同支撐的指標(biāo)。選擇合適的方法，比“用上最貴的”更重要。

如果你正在研究轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻譯機(jī)制，或需要輔助分析實驗方案，歡迎隨時聯(lián)系我們新使生物，一起探討你的研究目標(biāo)和最優(yōu)技術(shù)路徑！新使生物專業(yè)翻譯組學(xué)平臺為您提供：

1. 翻譯組技術(shù)全平臺覆蓋

超高分辨率Ribo-seq/Disome-seq、Polysome profiling多聚核糖體分析、Polysome-seq、酶切-polysome以及RNC-seq全套服務(wù)

2. 技術(shù)創(chuàng)新與設(shè)備齊全

從超高分辨率建庫平臺到梯度分離系統(tǒng)，軟硬實力兼具

3. 樣本類型多樣

4. 低起始量

5. 生信分析專業(yè)支持

6. 靈活服務(wù)模式

添加好友

直接咨詢

新使生物專業(yè)翻譯組一站式服務(wù)平臺
產(chǎn)品名稱

掃碼進(jìn)入新使生物官網(wǎng)查看詳情

網(wǎng)站：www.neoribo.com

郵箱：service@neoribo.com

電話：+86 13738233285

+1 607-279-4324

微信：13738233285 / Hello-Q968

銷售區(qū)域：中國大陸、亞太地區(qū)、美國