
在中心法則的研究圈里,有一個(gè)技術(shù)雖然誕生于上世紀(jì)60年代,卻依然被奉為翻譯研究的“金標(biāo)準(zhǔn)”。它就是Polysome Profiling(多聚核糖體圖譜分析)。
很多人對(duì)它的印象還停留在“古老”、“麻煩”甚至“沒(méi)必要”上。今天,我們就用4個(gè)問(wèn)答,帶你重新認(rèn)識(shí)這個(gè)能幫你“拿捏”高分文章的關(guān)鍵技術(shù)。
轉(zhuǎn)錄組測(cè)序這么發(fā)達(dá),為什么還要做Polysome?
因?yàn)椤奥?tīng)到的”不等于“做到的”。
轉(zhuǎn)錄組告訴你細(xì)胞“想”做什么(mRNA水平),而翻譯組告訴你細(xì)胞“正在”做什么(蛋白合成水平)。
研究表明,轉(zhuǎn)錄組和蛋白組的變化往往不一致。特別是在以下場(chǎng)景中,Polysome Profiling是無(wú)可替代的:
應(yīng)激反應(yīng)(Stress):缺氧、藥物刺激時(shí),細(xì)胞來(lái)不及轉(zhuǎn)錄新RNA,而是直接調(diào)控現(xiàn)有RNA的翻譯效率。
病理機(jī)制(Pathology):致病蛋白的過(guò)量表達(dá),往往源于翻譯起始的異常激活,而非轉(zhuǎn)錄增加。
只有通過(guò)Polysome Profiling計(jì)算翻譯效率(TE),你才能解釋為什么mRNA沒(méi)變,蛋白卻變了。

通過(guò)Polysome profiling計(jì)算TE[2]
這個(gè)技術(shù)原理是不是很復(fù)雜?
原理極其優(yōu)雅簡(jiǎn)單——“以重取勝”。
想象mRNA是一條生產(chǎn)流水線,核糖體是工人在上面裝配蛋白。
工效低:流水線上只有一個(gè)工人(單核糖體/80S),甚至沒(méi)工人(游離RNA)。
工效高:流水線上擠滿了工人(多聚核糖體/Polysome)。
根據(jù)“結(jié)合核糖體越多,復(fù)合物越重”的物理特性,利用蔗糖密度梯度超速離心,就能把它們分離開(kāi)。通過(guò)分析RNA到底是在“單人區(qū)”還是“多人區(qū)”,就能精準(zhǔn)判斷基因的翻譯活性。

Polysome profiling技術(shù)路線圖[1]
聽(tīng)說(shuō)這實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單,自己實(shí)驗(yàn)室就能做?
原理懂了,實(shí)操卻是“勸退級(jí)”難度。
很多同學(xué)覺(jué)得:“不就是配個(gè)蔗糖溶液離心嗎?”
錯(cuò)!但不全錯(cuò)。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的門(mén)檻在于“又大又細(xì)”:
設(shè)備門(mén)檻高:你需要大型超速離心機(jī)(連續(xù)轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí))和專(zhuān)用的密度梯度分餾系統(tǒng)(含UV檢測(cè)和流量泵),一般實(shí)驗(yàn)室很難配齊。
操作容錯(cuò)低:梯度溶液配置繁瑣,且必須在裂解液中加入放線菌酮(CHX)“鎖住”核糖體。一旦操作不當(dāng),多聚核糖體解聚,跑出來(lái)的圖譜就是一堆雜亂的峰,數(shù)據(jù)直接報(bào)廢。
既然這么難,有沒(méi)有“開(kāi)掛”的解決方案?
有!吉賽生物Polysome Profiling PLUS版。
為了解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分辨率低、操作難、數(shù)據(jù)粗的痛點(diǎn),我們推出了升級(jí)版攻略,專(zhuān)治各種不服。
升級(jí)一:從“大概看”到“高清看”
傳統(tǒng)方法可能只收3-5個(gè)組分。PLUS版根據(jù)沉降系數(shù),將產(chǎn)物精細(xì)分離為18個(gè)組分!
好處:RT-qPCR的數(shù)據(jù)點(diǎn)更密集,折線圖更平滑,能捕捉到翻譯復(fù)合物極微小的遷移變化。

升級(jí)二:數(shù)據(jù)不僅要“全”,還要“準(zhǔn)”
AUC統(tǒng)計(jì):引入曲線下面積(AUC)分析,計(jì)算P/non-Pratio,用統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)值量化樣本的整體翻譯活性。
嚴(yán)格質(zhì)控:增加RNA完整性檢測(cè),根據(jù)質(zhì)檢結(jié)果調(diào)整上機(jī)量,確保下游測(cè)序不翻車(chē)。

升級(jí)三:打破樣本“次元壁”
不僅能做細(xì)胞,連組織、細(xì)菌、真菌這種難搞的樣本,PLUS版也能輕松搞定。
升級(jí)四:不僅僅是看編碼基因
如果你在研究lncRNA或circRNA,PLUS版能幫你驗(yàn)證它們是否結(jié)合在多聚核糖體上。這是證明ncRNA具有翻譯潛力(編碼小肽)的硬核證據(jù)[3]!
小吉總結(jié)
如果你正苦惱于“有表型無(wú)機(jī)制”,或者“轉(zhuǎn)錄蛋白對(duì)不上”,千萬(wàn)別死磕RNA-seq了。
換個(gè)角度,從翻譯組切入,利用Polysome Profiling PLUS拿到更精細(xì)的翻譯效率數(shù)據(jù),或許就是你文章沖刺高分的突破口!
Polysome profiling 擴(kuò)展包


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參考資料
[1] Su D, et al. Ribosome profiling: a powerful tool in oncological research. Biomark Res. 2024, 12(1):11.
[2] Kovalski JR, et al. Functional screen identifies RBM42 as a mediator of oncogenic mRNA translation specificity. Nat Cell Biol. 2025 Mar;27(3):518-529.
[3] Wu X, et al. A novel protein encoded by circular SMO RNA is essential for Hedgehog signaling activation and glioblastoma tumorigenicity. Genome Biol. 2021;22(1):33.