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自动化工具实现快速大规模疾病相关RNA修饰分析

Automated tool enables rapid, large-scale profiling of disease-linked RNA modifications

新加坡英语生物医学工程/分子生物学
新闻源:Phys.org
2025-09-04 05:15:14阅读时长2分钟836字
疾病研究RNA修饰分析自动化工具精准诊断治疗方案癌症抗生素耐药感染表转录组药物开发精准医疗

内容摘要

新加坡-麻省理工学院团队开发全球首个自动化tRNA修饰分析平台,通过机器人液相处理与质谱技术,实现5700个样本高通量检测,发现新型RNA修饰酶及基因调控网络,为癌症和抗生素耐药感染的精准诊疗提供革命性工具,相关成果发表于《核酸研究》。

研究人员开发出革命性工具,可对数千个生物样本进行自动化扫描,检测转移核糖核酸(tRNA)修饰——这种微小的RNA化学变化调控着细胞生长、应激适应及疾病响应机制。该技术突破将加速疾病研究进程,推动精准诊断和更有效治疗方案的开发,特别在癌症和抗生素耐药感染领域展现应用潜力。

解决RNA修饰研究现存局限

癌细胞和感染性病原体的异常功能往往源于遗传物质突变或外来微生物指令干预。SMART领导的研究团队是全球表转录组(超过170种RNA化学修饰)研究的先驱,致力于揭示这些修饰如何调控正常细胞活动,以及其在癌症或微生物感染中的异常机制。

传统研究方法存在显著缺陷:耗时费力、成本高昂且涉及有毒试剂。为突破困境,团队开发了自动化tRNA修饰分析系统,使科学家能快速绘制细胞调控网络、发现新型酶类,并将分子特征与疾病机制建立关联,为药物开发和精准诊断奠定基础。

揭示RNA修饰的复杂性

发表于《核酸研究》的研究表明,该工具已发现未知RNA修饰酶并绘制复杂基因调控网络。在铜绿假单胞菌研究中,研究人员利用自动化机械臂处理5700余株基因改造菌株,通过液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)完成tRNA提取与分析。这套高通量系统产生20余万数据点,揭示了甲基硫转移酶MiaB对铁硫可用性和代谢变化的敏感响应,为环境应激反应研究提供新视角。

相较于传统方法,该系统在安全性、通量和成本效益方面实现重大突破,完全规避了苯酚等有毒试剂的使用,特别适用于临床实验室常规应用。

加速科研与医疗应用

这项全球首个大规模tRNA修饰分析工具,为表转录组研究提供全景式视图。SMART AMR联席首席研究员Peter Dedon教授强调:"该工具通过解码RNA修饰语言,将加速对抗癌和抗生素耐药感染的诊疗突破。"其应用覆盖药物发现、生物标志物筛选等领域,可高效评估候选药物对RNA修饰的影响。

临床转化前景

研究团队计划将技术扩展至人体细胞和组织分析,深化人类疾病机制研究。未来重点在于将该平台整合进临床研究,推动生物标志物发现和治疗靶点开发,最终转化为制药和医疗场景的实用工具,助力精准医疗发展。

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