翻译是⾮常重要的⽣物学过程，为了获取核糖体瞬时的翻译状态，需要获取其翻译的“⾜迹”信息。 核糖体⾜迹（Ribosome footprints）定义：
mRNA fragments of ~30 nucleotides that result from nuclease treatment of translating ribosomes.
These are mRNA regions that are protected by the ribosome as the mRNA is decoded to a protein
sequence.
核糖体蛋⽩结构
翻译是⾮常重要的⽣物学过程，该过程中核糖体以某⼀mRNA为模板来指导蛋⽩质的合成。研究表明，翻译障碍会导致多种疾病的发⽣，如神经退性、贫⾎和发育异常等。尽管核糖体的功能和结构已经⽐较清楚，然⽽翻译的调控机制知之甚少。
尽管⼈们知道翻译调控是⼀种重要的且决定蛋⽩表达的调控步骤，但是早前检测全基因组表达通常集中于检测mRNA的表达⽔平（如芯⽚或RNA-seq）。长期以来，精确检测翻译的过程⽐检测mRNA的⽔平⾯临的挑战多得多。然鹅，核⼩体印记的⽅法给⼈们带来了希望。 核⼼是：⼀个正在翻译的核糖体坚强的保护着从核酸酶核糖体印记是基于深测序的⽅法，能够在全基因组范围内检测翻译的调控细节。该⽅法的核⼼
酶切的mRNA的~ 30nt的核苷酸。对这些核糖体保护的⽚段进⾏测序，即核糖体印记，从⽽对瞬时记录了核糖体的位置精确。
（1） 评估上述核糖体保护⽚段的密度可以获取特定转录本的蛋⽩合成速率。
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（2） 此外，确定⽚段的位置可以获取翻译产物的⾝份（例如：转录从哪⾥开始，到哪⾥终⽌，甚⾄是哪些读码框框进⾏了翻译）。
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（3） 通过该途径已经发现了许多新转录本或蛋⽩产物变体。
（4） 核糖体印记的分布规律可以进⼀步研究翻译调控的机制（例如：⽤于鉴定调节性翻译暂停和翻译的上游开发阅读框（upstream open reading frames，uORFs））。
（5） 核糖体印记技术可监控由核糖体亚基调节的翻译过程。平移和旋转教学设计
How）；细胞内翻译相关蛋⽩位于哪⾥（Where
Where）。
总之，该技术可以得知什么正在发⽣翻译（What
What）；翻译是如何被调控的（How
⼀、何谓核糖体图谱
核糖体图谱（Ribosome Profiling）采⽤经典的核糖体印记（Ribosome Footprinting）分⼦技术，该⽅法借助核酸酶破坏掉没有被核糖体保护的翻译后mRNA中的区域。这种处理保留了约~30核苷酸长度的‘footprints’，这些⾜迹信息能够回帖到最初的mRNA，从⽽确定正在翻译的核糖体的精确位置。核糖
体图谱扩展了该⽅法，通过回帖和衡量全部核糖体⾜迹信息来确定新蛋⽩的合成和对编码区域进⾏注释。
ribosome profiling和mRNA-seq对⽐⽰意图如下：
An overview of ribosome profiling
结合测序展现出的强⼤优势是：可⽤于获取全部翻译中的核⼩体的信息。例如，哺乳动物细胞中，编码约20,000个蛋⽩，其mRNA编码区域长度平均约为500个核苷酸，核酸酶切割所有的翻译中的核糖体-mRNA复合体，产⽣了10M的footprints。结合⼆代测序可产⽣数⼗亿的reads，能够实现核糖体⾜迹信息的可靠定量。总之，该技术可以作为mRNA-seq的⼀个重要的补充。
整合蛋⽩合成速率和mRNA的丰度能够评估各个mRNA的翻译效率。
⼆、核糖体图谱的优点
1） 定量敏感、精确
2）位置信息准确
3）瞬时检测炫苦哥
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定性和定量
三、核糖体图谱的局限性
1）实验引⼊的数据失真
矿产资源法实施细则
核糖体图谱技术的关键是迅速的抑制翻译来瞬时捕获核糖体的状态。
2）推断蛋⽩合成速率
mRNA完成翻译后才能真正的实现翻译速率的测量，⽽实际上只是检测了mRNA上的平均核糖体密度。
3）footprint-size⽚段的污染
⾮编码RNA或核糖核蛋⽩的污染对核糖体数据带来⼲扰。
4）⽐对-模棱两可的reads
模棱两可的reads不能确定该reads的来源，长reads和双端reads有助于减少模棱两可的⽐对。
5）样本数⽬
⽬前，核糖体图谱所需要的样本输⼊量⾼于mRNA-seq，不能⽤于单细胞研究。
参考资料
Gloria A. Brar and Jonathan S. Weissman. Ribosome profiling reveals the what, when, where and how of protein synthesis. NATURE REVIEWS, 2015.
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