轉錄組測序
轉錄組測序
轉錄組(transcriptome)廣義上指某一生理條件下,細胞內所有轉錄產物的集合,包括信使RNA、核糖體RNA、轉運RNA及非編碼RNA;狹義上指所有mRNA的集合。蛋白質是行使細胞功能的主要承擔者,蛋白質組是細胞功能和狀態的最直接描述,轉錄組成為研究基因表達的主要手段,轉錄組是連接基因組遺傳信息與生物功能的蛋白質組的必然紐帶,轉錄水平的調控是目前研究最多的,也是生物體最重要的調控方式。
轉錄組測序的研究對象為特定細胞在某一功能狀態下所能轉錄出來的所有RNA的總和,主要包括mRNA和非編碼RNA。轉錄組研究是基因功能及結構研究的基礎和出發點,通過新一代高通量測序,能夠全面快速地獲得某一物種特定組織或器官在某一狀態下的幾乎所有轉錄本序列信息,已廣泛應用於基礎研究、臨床診斷和藥物研發等領域。轉錄組是特定組織或細胞在某一發育階段或功能狀態下轉錄出來的所有RNA的總和,主要包括mRNA和非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)。轉錄組研究能夠從整體水平研究基因功能以及基因結構,揭示特定的生物學過程,已廣應用於植物候選基因發掘、功能鑒定及遺傳改良等領域。隨著新一代測序平台的市場化,RNA測序(RNA sequenclng,RNA-Seq)技術已成為了轉錄組學研究的重要手段之一。該技術利用新一代高通量測序平台對基因組cDNA測序,通過統計相關Reads(用於測序的cDNA小片段)數計算出不同mRNA的表達量,分析轉錄本的結構和表達水平,同時發現未知轉錄本和稀有轉錄本,精確地識別可變剪切位點以及編碼序列單核苷酸多態性,提供最全面的轉錄組信息。轉錄組測序技術流程主要包括樣品製備、文庫構建、DNA成簇擴增、高通量測序和數據分析,相對於傳統的晶元雜交平台,RNA-Seq技術具有諸多獨特優勢,轉錄組測序無需預先針對已知序列設計探針,即可對任意物種的整體轉錄活動進行檢測,提供更精確的數字化信號、更高的檢測通量以及更廣泛的檢測範圍,是目前深入研究轉錄組的強大工具。
隨著亞太地區第一台Illumina Genome Analyzer Ⅱx測序儀進入天津生物晶元,可以提供測序讀長為75*2 bp,每次運行數據量達50-60GB。對於4-5Mb的基因組,可確保每個基因組測序量達到400Mb(100倍覆蓋),足以滿足全基因組denovo測序和SNP鑒定的需要。Solexa高通量測序平台均可對轉錄組進行測序,由於兩種平台各有其優缺點,針對不同的樣品情況,需靈活選用。Illumina測序技術的優點是單次測序獲得的數據量大,能夠得到更高的覆蓋率,檢測到更多低丰度的轉錄本,在已知基因組序列物種的轉錄組分析中更具優勢。
Roche 454測序技術的優點是單序列讀長可以達到500bp,在未知基因組序列物種的轉錄組分析中更有優勢,其較長的讀長便於拼接,能獲得更好的轉錄本數據。
Phil Latreille等利用光學圖譜研究了X.nematophila基因組,完成了基因組的組裝。OpGen公司開發了一種新型的光學圖譜技術。天津生物晶元技術責任有限公司於2012年引進國內首台基因組光學圖譜,將傳統測序技術與基因組光學圖譜,可以提供更加完美的基因測序服務。
1.獲得物種或者組織的轉錄本信息;
2.得到轉錄本上基因的相關信息,如:基因結構,功能等;
3.發現新的基因;
4.基因結構優化;
5.發現可變剪切;
6.發現基因融合;
7.基因表達差異分析。
轉錄組測序
⑴樣品純度要求:total RNAOD值應在1.8至2.2之間;電泳檢測28S:18S至少大於1.5;
⑵樣品濃度:total RNA濃度不低於400ng/ul;樣品總量不低於15ug;目前最新的樣品建庫要求降低到1ug;濃度大於50ng/ul即可。
⑶請提供total:RNA樣品具體濃度、體積、製備時間、溶劑名稱及物種來源。請同時附上QC數據,包括電泳膠圖、分光光度或Nanodrop儀器檢測數據。如需進行多次樣品製備,需要提供多次樣品製備所需樣品。
RNA-Seq(RNA-sequencing)RNA-Seq也稱為轉錄組測序,是最新發展起來的利用新一代測序技術進行轉錄組分析的技術,可以全面快速地獲得特定細胞或組織在某一狀態下幾乎所有轉錄本的序列信息和表達信息,包括編碼蛋白質的mRNA和各種非編碼RNA,基因選擇性剪接產生的不同轉錄本的表達丰度等。在分析轉錄本的結構和表達水平的同時,還發現未知轉錄本和稀有轉錄本,從而準確地分析基因表達差異、基因結構變異、篩選分子標記等生命科學的重要問題。
此外,RNA-Seq可以直接對大多數生物體的轉錄組進行分析,因其不需要知道目標物種的基因信息,從而表現出了特別的優勢。在RNA-Seq出現以前,人們對轉錄組的認識有限。RNA-Seq表現得既高效又快捷,很大程度上改變了人們對轉錄組的認識。利用RNA-Seq已成功對玉米(Zea ma ys)、擬南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Or yza saliva)、番茄(SolanumlycoPersicum)等模式植物進行了測序。