鉛シーケンシングで細菌細胞内の全RNA構造の同時解析を実現

ドイツのボーフムとミュンスターの研究者らは、細菌細胞内のすべてのRNA分子の構造を一度に決定する新しい方法を開発した。 これまでは、解析を各RNA分子に対して個別に行う必要があった。 正確な組成に加えて、それらの構造はRNAの機能にとって重要だ。
チームは、2020年5月28日にNucleic Acids Researchでオンラインで公開された論文で、鉛（Pb）シーケンスのLead-Seqと呼ばれる新しいハイスループット構造マッピング手法について説明している。 この論文は「Lead-Seq：鉛（II）イオンを使用したin vivoでのトランスクリプトーム全体の構造プロービング（Lead-Seq: Transcriptome-Wide Structure Probing in Vivo Using Lead (II) Ions.）」と題されている。

ルール大学ボーフム（RUB）の微生物生物学のChristian Twittenhoff氏、Vivian Brandenburg氏（写真右）、Francesco Righetti博士 およびFranz Narberhaus教授（写真左）は、RUBのAxel Mosig教授が率いるバイオインフォマティクスグループ およびミュンスター大学のPetra Dersch教授が率いるチームと協力した。
すべての生きている細胞では、遺伝情報は二本鎖DNAに保存され、一本鎖RNAに転写され、タンパク質の青写真として機能する。 ただし、RNAは遺伝情報の線形コピーであるだけでなく、しばしば複雑な構造に折りたたまれる。 一本鎖領域と部分的に折りたたまれた二本鎖領域の組み合わせは、RNAの機能と安定性にとって非常に重要だ。
「RNAについて何かを学びたいのであれば、それらの構造も理解する必要がある」とNarberhaus教授は語った。 Lead-Seqを使用して、著者らは細菌細胞内のすべてのRNA構造の同時分析を容易にする方法を提示する。 その過程で、研究者らは鉛イオンが一本鎖RNAセグメントの鎖切断を引き起こすという事実を利用している。 一方、折りたたまれたRNA構造、つまり二本鎖は、鉛イオンの影響を受けない。

鉛を適用することにより、研究者らは一本鎖RNA領域をランダムな位置で小さな断片に分割し、それらをDNAに転写して配列決定した。 したがって、各DNA配列の始まりは、RNAの以前の鎖切断に対応していた。 「これは、対応するRNA領域が一本鎖として存在していたことを示している」とNarberhaus教授は説明する。