核序服务|多聚核糖体图谱技术（Polysome profiling）：从mRNA丰度走向真实翻译状态

通过mRNA-seq技术我们知道一个基因产生了多少mRNA。但这并不意味着一定会产生相应数量的蛋白质。

从mRNA到蛋白质之间，还存在一个重要的调控层级——翻译（Translation）。同样丰度的mRNA，可能处于低翻译状态，也可能同时被多个核糖体高效翻译。

因此，仅仅知道“mRNA有多少”还不够。

我们还希望知道：这些mRNA究竟有没有进入翻译？又处于怎样的核糖体负载状态？

这正是 Polysome profiling（多聚核糖体图谱技术） 所关注的问题。

核序生物建立标准化Polysome profiling技术平台，通过不同核糖体复合物的精准分层，进一步解析细胞真实的翻译状态。

01｜多聚核糖体图谱技术（Polysome profiling）是什么？

蛋白质合成过程中，核糖体沿着mRNA移动并合成多肽链。一条正在翻译的mRNA可以结合一个核糖体，也可以同时结合多个核糖体，因此可以利用这种核糖体数量的差异对不同翻译状态进行分层研究。

Polysome profiling就是通过蔗糖密度梯度分离不同核糖体复合物，获得细胞中的核糖体分布图谱，并进一步分析不同实验条件下核糖体负载状态的变化。

与单纯检测mRNA丰度相比，它增加了一个重要维度：从“mRNA有多少”，进一步进入“mRNA处于怎样的翻译状态”。

02｜技术原理：利用连续蔗糖密度梯度分离不同核糖体复合物

根据不同核糖体复合物质量的差异，超速离心使其在蔗糖密度梯度中位于不同的沉降位置。经过连续检测后，可以获得典型的核糖体分布图谱：

图1. Polysome profiling技术原理

03｜Polysome profiling能够告诉我们哪些信息？

通过Polysome profiling结果图（图2），我们可以观察到：样品可以被分为free peak，40S、60S、80S以及不同程度的Polysome区域。比较不同实验条件下的曲线，可以直观观察核糖体分布是否发生改变，例如：Control vs Treatment、 WT vs KO、正常状态 vs 药物刺激等。

图2. 多聚体分离曲线图

04｜做好Polysome profiling实验，关键不只是“有一条曲线”

Polysome profiling看似简单，但真正用于样本间比较时，对实验稳定性和分离质量要求较高。围绕这一点，核序生物建立了标准化实验及质控体系：

1.底噪高纯。优化专属梯度配比与分层收集方案，降低杂蛋白及游离RNA等因素对核糖体组分分析的干扰。

2.精准分层。采用高精度连续蔗糖密度梯度超速离心工艺，实现单核糖体、寡聚核糖体和多聚核糖体组分的有效分离。

3.标准化流程。通过标准化实验与质控流程提高不同批次实验之间的可比性，并可进一步与RNA-seq、Ribo-seq、RNC-seq等技术开展联合分析。

但是，对科研人员而言，实验完成以后还有另一个非常现实的问题：拿到Polysome curve以后，怎么比较不同样本？

过去往往需要人工处理曲线、划分区域、计算面积。

针对这个问题，核序生物进一步建立了Polysome profiling在线分析平台。

核序生物在线分析平台支持客户：

1. 在线查看Polysome profiling报告。

2. 自主选择不同样本进行曲线比较

3. 自动计算不同组分峰面积比例

4. 直观比较不同实验组的核糖体分布变化

5. 自主选择不同色彩搭配，适配文章整体配图风格