华人学者提出新概念：利用tRNA测序解析肠道微生物组

　　来自芝加哥大学的研究人员开发了一种高通量RNA测序新方法，分析研究肠道微生物组的活性。

　　与一般的RNA测序不同，这些新工具分析的是转移RNA——tRNA，也就是将DNA中编码的遗传信息转化为执行基本生物功能的蛋白质的RNA。如果能过清楚地了解tRNA动态，科学家就能了解天然存在的微生物组的活性，并研究它们对环境变化的反应，例如变化的温度或营养物质的变化。

　　这一研究成果公布在Nature Communications杂志上，由芝加哥大学生物化学和分子生物学教授潘涛（Tao Pan）博士领导完成。早年毕业于德国萨尔布吕肯大学的潘教授从事RNA研究多年，曾发现tRNA的非翻译作用，这种甲基化对于tRNA的稳定性具有重要意义（Cell里程碑成果：tRNA居然还有另外的作用）。

　　转录组是特定细胞或组织在特定时间或状态下转录出来的所有RNA的集合。通过对转录组的研究可以揭示生物体的基因表达，研究结构变异及发现新基因。新的RNA测序(RNA-seq)策略也包含tRNAs测序。

　　细菌中的每个tRNA平均有八种化学修饰可以调节其功能。新高通量测序和分析方法不仅可以检测其中两个，而且也可以检测每个位点发生的从0到100％的修饰修改。比如一种修饰——m1A，研究显示，喂食高脂肪饮食的小鼠的肠道微生物组中m1A水平更高，这是科学家们第一次在微生物组中观察到tRNA发生的修饰水平变化。

　　潘教授说：“我们之前并不了解为什么m1A tRNA修饰会有存在的需要，或者说它们有什么用途，在微生物组中观察到这种改变，前所未有。”

　　m1A修饰有助于合成某些类型的蛋白质，这些蛋白质在高脂肪饮食中可能更丰富。研究人员还不知道这些修饰差异是否与饮食有关，还是它们存在，只是变得活跃，增强这些蛋白质的合成。

　　这项研究是芝加哥大学一系列微生物组项目中的一项，该项目由Keck基金会资助。潘教授开创了tRNA测序工具的使用，因此获得了基金会的资助，他与A. Murat Eren等人通过tRNA测序产生的大量数据，希望能以低成本获得与人类或环境相关的微生物组的关键见解。

　　“过去二十年中涌现了不少新的分子和计算工具，帮助我们区分了微生物的生命表面及其对周围环境的影响，”Eren说，“而tRNA测序可以通过对转化机制的核心提出无需太高成本的新见解，不仅可以成为了解微生物对细微环境变化的反应的一种方式——这些变化无法通过其他方式检测，而且还可以将更多的RNA生物学和RNA表观遗传学带入微生物组快速发展的新领域。”

　　“有许多方法可以检查微生物组的活性，但没有什么比测序更快的了，而且还可以获得更多的数据，”潘教授说，“在这里，我们开发了一种新方法，通过tRNA和高通量测序报告微生物组的活性，这确实物有所值。”