В типографии, где печатают книги, раньше каждую страницу набирали вручную. Одна ошибка — и весь тираж под угрозой. Так же выглядела до недавнего времени расшифровка РНК мозга: каждый образец требовал часов ручной работы, а короткие прочтения, как обрывки страниц, не позволяли собрать полный текст гена. Теперь появился конвейер, который читает каждую страницу целиком.
Платформа SALRR автоматизирует подготовку библиотек на роботе Hamilton, сокращая ручное время на 67% и повышая пропускную способность с 8 до 24 библиотек на человека в день. Вычислительная часть на Snakemake собирает длинные прочтения в полные транскрипты и классифицирует новые изоформы. В результате на 13 библиотеках получено в среднем 68,8 млн прочтений с медианной длиной 2064 пары оснований и качеством Q24.91.
Раньше длиннопрочтённое секвенирование посмертного мозга было слишком трудоёмким и чувствительным к деградации РНК. Теперь показано, что SALRR стабильно работает при показателе целостности РНК от 8,2 до 10 и даёт воспроизводимые изоформные профили. Корреляция экспрессии с короткими прочтениями составила 0,742 на уровне генов и 0,760 на уровне транскриптов.
Платформа обнаружила 31 607 экспрессируемых изоформ из 10 075 генов, из них 8 532 новые — это 27%. Среди новых преобладают удержание интронов, новые комбинации известных соединений и альтернативные 3'-концы. В локусах GBA1, CCNF, CHCHD10 и TREM2 длинные прочтения разрешили больше изоформ, чем короткие, включая две новые изоформы GBA1 с альтернативной 5'-структурой.
Конвейер, который читает каждую страницу генетической книги целиком, а не по обрывкам, меняет правила игры. Вместо ручного набора — автоматическая линия. Вместо обрывков — полный текст. И теперь можно ставить вопрос, который раньше был нереализуем: как изоформное переключение влияет на функцию нейронов при болезнях, когда общая экспрессия гена не меняется.
Медианная длина поли(А)-хвоста ядерных транскриптов составила 143 нуклеотида, а митохондриальных — всего 41, что отражает известную особенность митохондриальных мРНК.
В романе Грега Игана «Город перестановок» копирование сознания требует полной расшифровки молекулярных состояний нейронов; SALRR приближает реальность к такому уровню детализации, показывая изоформное разнообразие, которое раньше было невидимо.
Работа опубликована не на arXiv. Здесь её страница, PDF и формализация: проверить можно самим, а не только прочитать наш разбор.