Nature Methods
引人注目的新方法scMAPIT-seq实现单细胞水平RNA-蛋白质互作与转录组联合分析

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本研究提出了一种新型双组学技术MAPIT-seq，能够在单细胞和组织切片水平同时解析RNA结合蛋白（RBP）与RNA的互作网络及转录组信息。该方法具有广泛适用性，可应用于研究动态生物过程中RBP介导的转录后调控机制，特别适合探索RBP在发育和疾病中的功能。

 

文献概述
本文《Co-profiling of in situ RNA-protein interactions and transcriptome in single cells and tissues》，发表于Nature Methods杂志，回顾并系统介绍了RNA结合蛋白（RBP）与RNA相互作用的研究进展，提出了一种可在单细胞和组织切片水平同时分析RBP–RNA互作组和转录组的创新方法——MAPIT-seq。文章还展示了该方法在小鼠胚胎脑组织中的应用，揭示了G3BP1在神经发育中的阶段特异性调控，并开发了高通量版本scMAPIT-seq以实现单细胞分辨率的RBP功能分析。

背景知识
RNA结合蛋白（RBPs）在RNA剪接、定位、翻译和降解等过程中发挥关键作用，其异常与多种疾病（如癌症、神经退行性疾病）密切相关。传统方法如RIP和CLIP虽可识别RBP结合靶点，但需要大量细胞输入，且难以实现单细胞分辨率。近年来，TRIBE和STAMP等技术利用RNA脱氨酶标记RBP靶标，但依赖基因编辑，限制其在临床和原代细胞中的应用。因此，开发一种不依赖遗传操作、可同时分析RBP结合与转录组的新方法，对研究RBPs在发育和疾病中的功能具有重要意义。

 

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研究方法与实验
MAPIT-seq（modification added to RBP interacting transcript-sequencing）基于抗体引导的RNA编辑技术，通过固定细胞或组织切片，使用特异性抗体靶向RBP结合位点，结合rAPOBEC1和hADAR2dd双脱氨酶系统实现RNA编辑标记，随后进行文库构建与高通量测序。研究团队优化了固定条件、脱氨酶融合蛋白构型、抗体浓度等关键参数，并通过基因编辑验证、RBP敲除细胞等手段评估方法特异性与灵敏度。进一步开发了高通量scMAPIT-seq，结合10x Genomics平台，在单细胞水平解析RBP结合动态与细胞周期阶段特异性调控。

关键结论与观点

• MAPIT-seq能够高特异性地识别RBP结合位点，编辑信号依赖于靶蛋白及抗体特异性，且与已知结合位点（如m6A修饰）高度重叠。
• 该方法适用于固定和冷冻组织切片，可在小鼠胚胎脑发育过程中绘制G3BP1的结合图谱，揭示其在不同发育阶段的靶标转换及功能差异。
• scMAPIT-seq实现了单细胞分辨率下的RBP结合分析，可区分不同细胞周期阶段的G3BP1调控模式，发现其在G2/M期对细胞分裂相关基因的正向调控作用，而在G1/S期对转录后调控基因的负向调控。
• 研究还利用长读长测序实现了转录本异构体特异性结合分析，为RBP研究提供更高分辨率。

研究意义与展望
MAPIT-seq为研究RBP–RNA互作组提供了一种不依赖基因编辑、适用于临床和原代组织的通用工具，尤其在单细胞和组织原位解析RBP功能方面具有显著优势。未来可拓展至其他RBPs、疾病模型及药物干预研究，为转录后调控网络的绘制和精准医学提供技术支持。

 

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结语
MAPIT-seq为RNA结合蛋白与RNA互作组研究提供了一种高效、通用、适用于低输入和组织切片的双组学方法。该技术不仅在小鼠脑发育模型中揭示了G3BP1的时空特异性调控，还通过高通量单细胞测序（scMAPIT-seq）实现了细胞周期阶段特异性RBP功能解析。本研究为探索RNA结合蛋白在发育、疾病及药物干预中的作用提供了新的实验框架，为多组学联合分析在生物医学中的应用奠定了方法学基础。

 

Qi-Xuan Cheng, Gang Xie, Xiangyu Zhang, Junyu Xiao, and Yangming Wang. Co-profiling of in situ RNA-protein interactions and transcriptome in single cells and tissues. Nature Methods.