生命科学学院伊成器团队发展痕量样品m6A修饰定量测序方法
2025年5月5日，北京大学生命科学学院伊成器教授与中科院遗传与发育生物学研究所王秀杰研究员合作，在Nature Methods期刊上发表了题为“Mild and ultrafast GLORI enables absolute quantification of m6A methylome from low-input samples”的研究论文。该研究对原有的GLORI技术进行了全面升级，显著提高了其在痕量RNA样品中的适用性，为表观转录组学研究开辟了新的可能性。
N6-甲基腺嘌呤（m6A）是真核生物mRNA内部最丰富的化学修饰，在mRNA的生命周期中扮演着至关重要的角色，包括可变剪接、mRNA转运、翻译效率及稳定性等。GLORI技术作为一种重要的m6A测序方法，能够利用化学反应将未甲基化的腺苷转化为肌苷，从而实现单碱基分辨率下m6A的绝对定量检测。然而，传统GLORI技术会导致严重的RNA降解，极大地限制了其在低起始量RNA样本中的应用。但在实际研究中，往往只能获取有限数量的细胞，这使得传统GLORI方法难以发挥作用。因此，克服GLORI技术中的RNA降解问题，使其能够兼容少量样本，成为亟待解决的关键挑战。
针对这一难题，研究团队首先深入剖析了GLORI介导的脱氨机制，优化了反应条件，成功开发出新一代技术——GLORI 2.0。该方法采用温和、快速、一锅式的操作流程，能够有效保持RNA的完整性，适合于较低的RNA起始量（图1a）。为了进一步减少实验过程中的样本损失，研究团队巧妙地设计了反转录沉默载体RNA。这种载体RNA在文库制备过程中能够被自动移除，不会对后续测序造成干扰。通过将这种载体RNA整合到GLORI 2.0中，研究团队进一步开发出了GLORI 3.0，实现了从几百到几千个细胞中生成精准的定量m6A图谱（图1b）。实验结果表明，与GLORI 1.0相比，GLORI 2.0在多个方面表现出显著的优势：其一，GLORI 2.0大幅降低了对RNA输入量的要求；其二，GLORI 2.0能够检测到更多位于低丰度mRNA上的修饰位点（图1c）；其三，除了全转录组测序外，GLORI 2.0还支持对特定的m6A修饰位点进行低通量检测。GLORI 3.0的量化能力与GLORI 2.0相近，但更适用于超低RNA起始量的情况。为了验证GLORI 3.0的实际应用价值，研究团队利用该方法对小鼠海马突触和细胞质组分进行了m6A定量检测，并成功发现突触相关基因（如Slitrk3、Bdnf等）具有较高的修饰水平。
图1 GLORI 2.0和3.0实现全转录检测m6A修饰（a）优化后的化学反应能够维持RNA完整性；（b）GLORI 3.0整合了反转录沉默载体RNA；（c）GLORI 2.0表现出更高的检测灵敏度
综上所述，经过全面升级的GLORI技术能够高效应用于少量甚至痕量RNA样品，这对处理具有挑战性的样本（包括来自复杂组织的亚细胞成分、来自异质样本的稀有细胞类型和亚型以及稀缺的临床样本）具有重要的意义。这些创新性的改进显著提升了GLORI技术的性能，并极大地拓展了其在表转录组学研究中的应用范围。
伊成器、王秀杰为本研究论文的共同通讯作者，北京大学生命科学学院博士后孙含笑、陆博，中科院遗传与发育生物学研究所博士后张泽宇为论文的共同第一作者。该工作得到科技部重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
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