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L'analisi di Nanopore identifica le modifiche di pseudouridine in SARS-CoV-2

Pseudouridine è la modifica più comune dell'acido ribonucleico (RNA), derivando dall'isomerizzazione di uridina (u) ed è trovato dentro intorno 7% di tutti i siti di U eccetto nel RNA messaggero (mRNA), dove presenta frequentemente molto.

I livelli di Pseudouridine sono stati trovati per aumentare in risposta allo stress ambientale, come dimostrato dalla spettroscopia di massa e dall'ordinamento di prossima generazione.

La quantificazione della modifica è difficile facendo uso di questi metodi, sebbene le unità sviluppate di recente del nanopore possano essere utilizzate direttamente per ordinare il RNA mentre individuino la posizione delle modifiche epitranscriptomic.

In un documento recentemente caricato al bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare da Fleming, Mathewson & le tane (10 maggio 2021th), unità del nanopore sono sviluppati che permettono l'identificazione del passaggio dello pseudouridine tramite un sensore della proteina. Questo ulteriore ha permesso che il gruppo identificasse cinque siti conservati di pseudouridine sul 3' conclusione di SARS-CoV-2 RNAs sotto-genomica, in grado di potenzialmente essere utile al virus nell'evasione immune.

Ordinamento di terza generazione

Le tecnologie d'ordinamento di terza generazione comprendono passare una singola molecola del RNA o del DNA con i nanometri di un poro appena attraverso e misurare il cambiamento in un campo elettrico, permettendo che i ricercatori arguiscano la coppia di basi che passa da parte a parte. Una diversa schiera delle piattaforme d'ordinamento di terza generazione è stata sviluppata dalle società e dalle università intorno al mondo che gestiscono sopra gli approcci fondamentalmente differenti.

In questo caso, l'unità portatile del servo è stata utilizzata, che utilizza una proteina del motore di helicase per ratchet un filo del RNA dal 3' a 5' estremità attraverso un poro. La riduzione dei cambiamenti del poro dovuto le interazioni ioniche ed idrofobe come il filo attraversa e le modifiche post-trascrizionali che influenzano questi beni possono essere individuate in questo modo.

Il RNA diretto che ordina per Ψ riflettendo la corrente contro tempo rintraccia in una piattaforma di nanopore-helicase della proteina. (A) L
Il RNA diretto che ordina per Ψ riflettendo la corrente contro tempo rintraccia in una piattaforma di nanopore-helicase della proteina. (A) L'isomerizzazione di U rende Ψ. (B) dipinto strutturale dell'impostazione del nanopore di CsgGhelicase utilizzata nei flowcells del servo R9.1.4/Flongle fabbricati dall'Ontario. (C) corrente dello ione di esempio contro la traccia di tempo.

Il gruppo di ricerca ha generato RNAs sintetico con le varie tariffe di modifica di pseudouridine per valutare le differenze nel segnale elettronico generato, trovanti che la risoluzione di rilevazione per le modifiche di pseudouridine basate sui cambiamenti nel campo elettrico era intorno nove nucleotidi, una finestra di cinque nucleotidi su entrambi i lati della modifica.

Due helicases progettati per passare i supporti del RNA attraverso il poro alle tariffe differenti sono stati utilizzati. È stato notato che ciascuno ha interagito con la modifica di pseudouridine nelle conformazioni differenti, un 70% di rappresentazione della popolazione e dell'altro 30%. Le differenze di tempo di permanenza fra queste popolazioni sono state trovate più attendibilmente a prova a cui la sottopopolazione conformazionale lo pseudouridine ha appartenuto che altri beni rilevabili quale forza ionica e minimizza la finestra di risoluzione di rilevazione di modifica giù ad appena due nucleotidi.

Similmente, i siti invariati di U hanno potuto essere distinti in questo modo. Il tempo di permanenza è egualmente un fattore meno soggetto a errori e dalla situazione dipendente che il segnale elettrico ed il gruppo suggerisce un approccio combinato per l'analisi di alto-fiducia.

Pseudouridine sopporta quattro alterazioni alla struttura confrontata ad uridina: un sito erogatore del legame idrogeno, introducente rigidità; una preferenza per uno syn sopra un'anti conformazione; poco hydrophobicity; e pastella che impila con le basi adiacenti. La rigidità aumentata e l'impilamento migliore sono molto probabilmente responsabili di maggior tempo di permanenza osservato, oltre alla conformazione differente.

Siti di pseudouridine SARS-CoV-2

Le sequenze a disposizione del pubblico del RNA SARS-CoV-2 raccolte dai pazienti e dal sopportare la modifica di pseudouridine sono state esaminate, compreso le grandi popolazioni di RNAs sotto-genomica generate durante la replica che codificano per le proteine strutturali vitali del virus.

Cinque siti conservati sono stati notati al 3' conclusione di molte di queste brevi sequenze del RNA, potenzialmente indicando che sono essenziali alla replica o ad un'altra fase del ciclo del virus. Le proteine prodotte dai vaccini del mRNA sono modificate similmente con lo pseudouridine e gli sforzi futuri di scoperta della droga potrebbero più ulteriormente sfruttare questo fenomeno strutturale.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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