RNA-seq
转录组测序技术
RNA-seq(RNA sequencing)即转录组测序技术,就是用高通量测序技术进行测序分析,反映出mRNA,smallRNA,noncodingRNA等或者其中一些的表达水平。
简介
转录组是某个物种或者特定细胞类型产生的所有转录本的集合。转录组研究能够从整体水平研究基因功能以及基因结构,揭示特定生物学过程以及疾病发生过程中的分子机理,已广泛应用于基础研究临床诊断和药物研发等领域。
RNA测序最经常用于分析差异表达基因(DEG)。标准的工作流程从实验室提取RNA开始,到mRNA富集或去除核糖体RNAcDNA反转录以及制备由接头连接的测序文库。接下来,这个文库会被高通量测序平台测序,每一个样本通常会被测序到10000000~30000000读长。最后,实验得到的数据通过比对或拼接测序的读长到转录组,量化覆盖转录本的读长,过滤和样本间归一化,用统计模型描述每个基因在各个样本组之间存在什么样的表达水平上的差异。
早期RNA-Seq实验使用组织测序分析差异基因,在不同的生物中都可以分析,比如玉米,拟南芥,酿酒酵母小鼠,人类等。RNA测序可以被当作不同方法或者生物学应用的总称,其中差异基因的分析始终是RNA测序的主要应用场景,被当做是一个常规的实验手段
RNA测序更广泛的应用场景加深了我们对于很多生物学领域的理解,比如mRNA剪切程度,non-coding RNA以及enhancer RNA对于基因表达的调节。RNA测序的发展被湿实验和计算方法两者的进步共同驱动,带来了RNA生物学丰富而又更加客观的认识,也让转录组学的发展在之前基因芯片技术的基础上成为可能。截止2019年,存在众多不同的RNA测序流程,大多数由Illumina提供,但也有长读长RNA测序以及直接RNA测序(dRNA-seq)的技术进步解决了Illumina为代表的短读长测序技术所不能解决的问题。
实验流程
样品提取总RNA后,对于真核生物,用带有Oligo(dT)的磁珠富集mRNA,对于原核生物,用试剂盒去除rRNA,向得到的mRNA中加入Fragmentation Buffer使其片断成为短片段,再以片断后的mRNA为模板,用六碱基随机引物(random hexamers)合成cDNA第一链,并加入缓冲液、dNTPs、RNase H 和DNA polymerase I 合成cDNA第二链,经过QiaQuick PCR试剂盒纯化并加 EB缓冲液洗脱经末端修复、加碱基A,加测序接头,再经琼脂糖凝胶电泳回收目的大小片段,并进行PCR扩增,从而完成整个文库制备工作,构建好的文库用Illumina HiSeq2000进行测序。
技术优势
数字化信号:直接测定每个转录本片段序列,单核苷酸分辨率的精确度,同时不存在传统微阵列杂交的荧光模拟信号带来的交叉反应和背景噪音问题。
高灵敏度:能够检测到细胞中少至几个拷贝的稀有转录本。
全基因组分析:可以对任何物种进行全基因组分析。无需预先设计特异性探针,因此无需了解物种基因信息,能够直接对任何物种进行转录组分析。同时能够检测未知基因,发现新的转录本,并精确地识别可变剪切位点及cSNP,UTR区域。
检测范围:高于6个数量级的动态检测范围,能够同时鉴定和定量稀有转录本和正常转录本。
应用领域
转录本结构研究(基因边界鉴定、可变剪切研究等),转录本变异研究(如基因融合编码区SNP研究),非编码区域功能研究(Non-coding RNA、microRNA前体研究等),基因表达水平研究以及全新转录本发现。
参考资料
模式生物研究与遗传学发展.中国知网.2019-09-04
最新修订时间:2023-07-12 22:55
目录
概述
简介
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