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MPRA文库

大规模平行报告基因检测(MPRA)文库

高通量解析顺式调控元件活性,绘制基因组调控景观


产品概述

基因组中的顺式调控元件(启动子、增强子、沉默子等)对基因表达的精准调控至关重要,而人类基因组中绝大多数遗传变异位于非编码区,其功能影响难以通过蛋白质水平分析来评估。大规模平行报告基因检测(Massively Parallel Reporter Assay, MPRA)技术的出现,使得在单次实验中高通量评估数万个调控元件的转录活性成为可能。

舒桐MPRA文库服务,采用精密的寡核苷酸文库合成技术与条形码化报告基因系统,帮助您系统性地解析顺式调控元件的功能,揭示遗传变异对基因表达调控的影响,为功能基因组学研究提供前所未有的高通量解决方案。


什么是MPRA文库?

MPRA文库是将数千至数万个候选调控序列(启动子片段、增强子序列、GWAS变异等)各自连接到独特的条形码序列,共同驱动报告基因(如荧光素酶、绿色荧光蛋白)表达,通过RNA/DNA比值的高通量测序,同时定量评估每个调控元件的转录活性,揭示其功能状态(激活、抑制或中性)。


核心技术原理

1. 条形码化文库设计

每个候选调控序列与多个(通常10-30个)独特DNA条形码配对,通过统计多个条形码信号的均值降低技术噪音,实现对每个调控元件转录活性的精准定量。

2. RNA/DNA比值定量

将MPRA文库转染细胞后,同时提取DNA(代表文库输入量)和RNA(代表转录活性),分别进行高通量测序。RNA/DNA比值反映了每个调控元件驱动转录的相对能力,是衡量调控活性的核心指标。

3. 变异功能效应解析

通过在同一文库中同时测试参考序列和变异序列,直接比较二者的转录活性差异,以单碱基分辨率定量评估GWAS变异、eQTL位点或人工突变对调控活性的功能影响。


舒桐一站式服务优势——您的科研加速器

MPRA实验的技术难点在于:文库合成的均一性直接影响结果可信度;条形码分配策略影响统计效力;不同细胞系的转染效率差异大;生信分析需要专门的MPRA数据处理流程。

选择舒桐,您只需要一个决定!

我们整合分子、细胞、生信、NGS四大专业团队,为您提供MPRA全流程技术保障。


五大核心竞争力

1. 博士后工作站,顶尖科研团队

依托博士后科研工作站,具备深厚的表观基因组学和顺式调控元件研究背景,确保MPRA项目的科学严谨性。

2. 高精度文库合成,低偏倚

芯片合成寡核苷酸技术确保文库中每个调控元件的均一表达,覆盖率 >99%,为可靠的转录活性定量提供保证。

3. 灵活的细胞模型,广泛适配

支持多种细胞类型(HEK293、HepG2、K562、原代细胞等)的MPRA实验,并可根据研究目标选择稳定转染或瞬时转染方案,最大化模拟生理环境。

4. 专业MPRA生信分析流程

自主研发的MPRA数据分析流程,包括条形码计数、噪音过滤、RNA/DNA比值计算、差异活性分析、功能分类和可视化,提供完整的功能注释报告。

5. 定制化文库设计方案

根据您的研究目标(增强子扫描、GWAS变异注释、启动子分析等)提供个性化文库设计咨询,确保实验方案的科学合理性。


应用场景——MPRA重塑非编码基因组功能研究

  • GWAS变异功能注释: 批量评估全基因组关联研究(GWAS)鉴定的非编码变异对调控活性的影响,优先筛选功能性致病变异

  • 增强子全景扫描: 系统性评估候选增强子序列的转录激活活性,绘制细胞类型特异性增强子图谱

  • 启动子功能解析: 高通量解析启动子序列中的功能调控元件,识别核心启动子和调控模块

  • 顺式调控密码解码: 通过系统性突变扫描,解析调控元件中的转录因子结合基序和功能序列

  • 疾病相关变异研究: 功能性验证与疾病相关的非编码遗传变异,为疾病机制研究提供实验依据

  • 合成基因调控回路设计: 测试人工设计的合成调控序列,为合成生物学应用提供元件


文献案例:Cell — MPRA系统性功能解析影响红细胞性状的常见遗传变异


研究背景

数千个GWAS位点已与红细胞性状相关,但绝大多数位于非编码区,其功能机制未知,严重限制了临床转化。

技术方案

研究团队使用MPRA系统性测试了约~2,750个与红细胞性状相关的变异。每个变异及其参考等位基因被克隆并配备独特条形码,在红细胞系细胞中进行测试。

关键发现

MPRA成功鉴定了具有显著活性差异的功能性调控变异(caQTLs),大幅缩小了候选致病变异范围。

许多GWAS位点含有多个独立的功能性变异,对遗传精细定位策略具有重要指导意义。

功能性变异富集于活性增强子区域,并与特定转录因子结合位点改变相关。

临床意义

该研究展示了MPRA在解码复杂性状非编码遗传变异中的核心价值,为精准医学中的遗传变异功能注释提供了高效工具。

技术优势总结

超高通量: 单次实验同时评估数千至数万个调控序列

定量精准: RNA/DNA比值提供调控活性的精准定量数据

碱基分辨率: 可解析单碱基变异对调控活性的精确功能影响

适用广泛: 适用于增强子、启动子、绝缘子等各类顺式调控元件

细胞类型特异: 在不同细胞背景下评估调控元件的活性

与GWAS无缝衔接: 直接将统计关联转化为功能注释


为什么选择舒桐?

具备丰富的表观基因组学和顺式调控元件研究经验

高精度文库合成平台,确保实验结果的可重复性

专业MPRA生信分析,从原始数据到功能注释一步到位

灵活的细胞模型选择,满足不同研究背景需求

全流程一站式服务,让您专注于生物学问题的探索


参考文献

1. Ulirsch, J. C., et al. (2016). Systematic functional dissection of common genetic variation affecting red blood cell traits. Cell, 165(6), 1530-1545.

2. Tewhey, R., et al. (2016). Direct identification of hundreds of expression-modulating variants using a multiplexed reporter assay. Cell, 165(7), 1519-1529.

3. Melnikov, A., et al. (2012). Systematic dissection and optimization of inducible enhancers in human cells using a massively parallel reporter assay. Nature Biotechnology, 30(3), 271-277.

4. Inoue, F., & Ahituv, N. (2015). Decoding enhancers using massively parallel reporter assays. Nature Reviews Genetics, 16(7), 403-408.