核糖核苷酸是RNA的基本單位，它們會在DNA復制和修復過程中嵌入基因組DNA，進而影響基因組的穩定性。然而，迄今為止人們還無法鑒定和定位這些插入DNA的核糖核苷酸。

為此，喬治亞理工學院和科羅拉多大學的研究人員們開發了一種新測序技術，Ribose-seq。該技術可以鑒定和分析插入基因組DNA的核糖核苷酸，適用于包括人類在內的多種生物。這一成果發表在一月二十六日的Nature Methods雜志上。

研究人員利用這一技術在釀酒酵母的細胞核和線粒體DNA中，繪制了核糖核苷酸的*圖譜，鑒定了核糖核苷酸插入的“熱點"區域。研究顯示，核糖核苷酸嵌入很普遍但并不是隨機發生的。

“核糖核苷酸是DNA中豐度zui高的非標準核苷酸，但迄今為止人們還無法確定它們的位置和類別，"喬治亞理工學院的副教授Francesca Storici說，他與科羅拉多大學的助理教授Jay Hesselberth共同*了這項研究。“核糖核苷酸插入會改變DNA的結構和功能。"

核糖核苷酸里的羥基（OH）能使DNA發生扭曲，形成敏感性位點。值得注意的是，OH和堿性溶液之間的反應，會讓DNA更容易被切割。Ribose-seq就是利用這一反應來檢測核糖核苷酸插入事件的。（延伸閱讀：測序牛人發布蛋白單分子測序技術）

研究人員先在核糖核苷酸處切割DNA，然后在此基礎上構建DNA文庫，文庫中的DNA序列包含核糖核苷酸插入位點及其上游序列。隨后，他們對文庫進行高通量測序，將測序讀取與參考基因組進行比對，zui終獲得rNMP插入事件的基因組圖譜。

“Ribose-seq能夠特異性直接捕捉嵌入DNA的核糖核苷酸，"Storici指出。“這一技術適用于任何基因組DNA（從細胞核基因組、質粒DNA到線粒體DNA），不需要進行標準化。Ribose-seq還可以在DNA遭遇環境壓力發生斷裂和脫堿基時分析rNMP。"

核糖核苷酸里的羥基是ribose-seq的關鍵，“OH是核糖核苷酸*的"文章的*作者Kyung Duk Koh說。

研究人員在釀酒酵母中對這一方法進行了驗證。“不論是核糖核苷酸的插入位點，還是核糖核苷酸的組成都存在偏好，"Koh說。“我們找到了核糖核苷酸插入基因組的一些熱點。"人們可以在此基礎上鑒定不穩定的基因組區域，理解它們對DNA性能和活性的影響。

下一步，研究人員將把ribose-seq用于其它DNA，“這一技術可以用于任何生物的任何細胞類型，只要能提取出基因組DNA，"Koh說。

除了DNA修復和復制以外，藥物、環境壓力和其它因子造成的損傷也會使核糖核苷酸插入DNA。而Ribose-seq可以幫助人們研究這些過程產生的影響。

“Ribose-seq能讓我們更好的理解核糖核苷酸對DNA結構和功能的影響，"Storici說。“鑒定特征性的核糖核苷酸插入，可以找到人類疾病的新生物學指標，比如癌癥(cancer)和退行性疾病。"

來源：生物通