马克斯·普朗克学会 希瑟·詹金斯的艺术表现 在信使核糖核酸翻译成蛋白质的过程中，转移核糖核酸将特定的氨基酸传递给核糖体
因此，tRNA的丰富程度会对细胞生理学产生深远的影响，但是测量细胞中每种tRNA的数量受到技术挑战的限制
马克斯·普朗克生物化学研究所的研究人员现在已经用mim-tRNAseq克服了这些限制，这种方法可以用来定量任何生物体中的tRNA，并将有助于提高我们对健康和疾病中tRNA调节的理解
一个细胞包含几十万个tRNA分子，每个分子仅由70到90个核苷酸组成，折叠成一个三叶草样的图案
在一端，tRNAs携带20个氨基酸中的一个作为蛋白质构建模块，而相反的一端与在翻译过程中在信使核糖核酸中指定该氨基酸的密码子配对
虽然这20个氨基酸只有61个密码子，但来自不同生物的细胞可以包含数百个独特的tRNA分子，其中一些分子彼此之间只有一个核苷酸的差异
tRNAs中的许多核苷酸也经过化学修饰，这有助于tRNAs折叠或结合正确的密码子
在不同组织和发育过程中，单个tRNA的水平是动态调节的，tRNA缺陷与神经疾病和癌症有关
这些联系的分子起源仍然不清楚，因为量化细胞中tRNAs的丰度和修饰长期以来一直是一个挑战
麻省理工学院生物化学系的丹尼·内迪亚尔科娃团队现已开发出一种能够精确测量细胞中不同tRNAs的丰度和修饰状态的方法——mim-tRNAseq
修改障碍和解决方案 为了同时测量多种核糖核酸的水平，科学家使用一种叫做逆转录酶的酶首先将核糖核酸重写为脱氧核糖核酸
数百万个这样的基因拷贝可以通过高通量测序并行量化
将tRNA改写成脱氧核糖核酸非常困难，因为许多tRNA修饰阻断了逆转录酶，导致它停止合成脱氧核糖核酸
马克斯·普朗克生物化学研究所的马克斯·普朗克研究小组组长丹尼·内迪亚尔科娃解释说:“许多研究已经提出了解决这个问题的优雅方案，但所有这些方案都只能缓解tRNAs中的一小部分改造障碍。”
“我们注意到一种特定的逆转录酶似乎更擅长通过修饰的tRNA位点进行阅读
通过优化反应条件，我们可以显著提高酶的效率，使其能够阅读几乎所有的tRNA修饰障碍，”内迪亚科娃补充道
这使得从全长tRNA拷贝构建DNA文库并将其用于高通量测序成为可能
mim-tRNAseq计算工具包 对所得测序数据的分析也提出了重大挑战
安德鲁·伯伦斯博士解释说:“我们发现了两个主要问题:第一个是不同tRNA转录本之间广泛的序列相似性。”
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Nedialkova小组的学生，该论文的第一作者
“第二个原因来自于这样一个事实，即在反转录过程中，一个不正确的核苷酸(一个错误的公司)被引入许多修饰位点
伯伦斯补充说:“这两种方法都使得将每一个脱氧核糖核酸读数分配给它所来源的tRNA分子变得极具挑战性。”
该团队用新颖的计算方法解决了这些问题，包括使用修改注释来指导精确的阅读对齐
由此产生的综合工具包被打包到一个免费可用的管道中，用于对tRNA衍生的测序数据进行比对、分析和可视化
研究人员不仅可以使用mim-tRNAseq来测量tRNA的丰度，还可以绘制和量化tRNA的修饰，这种修饰会导致逆转录酶的核苷酸误连
“mim-tRNAseq开启了无数前进的可能性，”内迪亚科娃说
“我们希望它能帮助我们和其他人解决许多关于健康和疾病中tRNA生物学的突出问题
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