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山東高通量轉(zhuǎn)錄組學分析

來源: 發(fā)布時間:2022-01-10

轉(zhuǎn)錄組學的概念:轉(zhuǎn)錄組是指特定組織或細胞在某一發(fā)育階段或功能狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的匯合,包括蛋白質(zhì)編碼的信使RNA和非編碼RNA(rRNA、tRNA和其他ncRNAs),高通量測序技術也被稱為下一代測序(NGS)技術,推進了基因組學的研究進展。該項新技術除了研究靜態(tài)基因組,近年來也開始應用于動態(tài)轉(zhuǎn)錄分析,由此衍生的技術稱為RNA序列分析(RNA-seq)隨著DNA基因芯片技術的快速發(fā)展,開創(chuàng)了這個病癥近十年的高通量轉(zhuǎn)錄組研究。RNA-Seq技術可以從轉(zhuǎn)錄水平檢測瘤中的改變基因。通過相關軟件分析,鑒定相關改變基因在瘤發(fā)生的發(fā)展中所起的作用。然后經(jīng)過刷選,進一步挑選出相關靶基因進行實驗研究,有望為瘤的基因醫(yī)治提供新的靶點。轉(zhuǎn)錄組學可應用于基因點突變及多態(tài)性檢測。山東高通量轉(zhuǎn)錄組學分析

單細胞轉(zhuǎn)錄組學基本概念:普通轉(zhuǎn)錄組的思路也可以應用到單細胞轉(zhuǎn)錄組。普通轉(zhuǎn)錄組相當于把一群細胞混合到一起去提取RNA,獲得的是每個細胞中RNA表達量的平均值。單細胞是把每個細胞單獨分出來去提取RNA,然后建庫測序,獲得是是單個細胞的表達值。在每個細胞里面基因的表達具有隨機性,且存在異質(zhì)性。而且這些細胞群中會存在不同類型的細胞,尤其是當我們對整個組織進行測序時,它們本身就是由不同類型的細胞組成的,而我們用普通轉(zhuǎn)錄組來測序,相當于掩蓋住了這些不同的細胞類型的差異,展示的是整個組織的平均的狀態(tài),所以說單細胞從這個來看跟普通轉(zhuǎn)錄組就不同在是用一個細胞測,不是用一堆細胞測。貴州宏轉(zhuǎn)錄學組分析轉(zhuǎn)錄組學測序包括mRNA和非編碼RNA。

全轉(zhuǎn)錄組測序為什么需要構建兩個文庫?全轉(zhuǎn)錄組測序需要構建2個測序文庫,一個小RNA文庫和一個去除核糖體RNA的鏈特異性文庫,然后分別上機測序。小RNA長度較短,一般小于50nt,采用測序策略為50SE。其他三類RNA序列一般大于200,通常在1000以上,可達幾萬,通過片段化構建150PE測序文庫。然后小RNA文庫可以獲得miRNA序列信息,去核糖體的鏈特異性文庫可以獲得mRNA、lncRNA和circRNA的序列信息。轉(zhuǎn)錄組學即特定細胞在某一功能狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和,包括mRNA和非編碼RNA。

轉(zhuǎn)錄組學為什么原核物種只能做有參轉(zhuǎn)錄組分析?由于原核生物的基因組中存在大量基因重疊區(qū)域、操縱子及多順反子,如果按照無參轉(zhuǎn)錄組分析策略進行組裝的話,難度較大,組裝結果存在較大風險。轉(zhuǎn)錄組學差異基因數(shù)目多少比較合理?不同的處理,不同的研究目標,差異基因的數(shù)目是不同的,從幾十個到幾千個都有可能。但是如果差異基因數(shù)目是個位數(shù)或者上萬,那么就需要和分析人員溝通一下,查一查是否有問題。轉(zhuǎn)錄組學差異基因太多,注釋信息太雜亂,怎么挑選目標基因?對不同的差異組合進行維恩圖分析,挑選共有或者特有的差異基因作為后續(xù)的研究對象;根據(jù)前人的文獻報道,挑選相關差異基因,不要局限在自己研究的物種上。轉(zhuǎn)錄組學測序比其他研究方法有哪些優(yōu)勢?

轉(zhuǎn)錄組學技術路線及研究意義:轉(zhuǎn)錄組測序的研究對象為特定細胞在某一功能狀態(tài)下所能轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和,包括mRNA和非編碼RNA。相對于傳統(tǒng)的芯片雜交平臺,轉(zhuǎn)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(zhuǎn)錄活動進行檢測,提供更準確的數(shù)字化信號,更高的檢測通量以及更普遍的檢測范圍,是目前深入研究轉(zhuǎn)錄組復雜性的強大工具?;诟咄繙y序平臺的轉(zhuǎn)錄組測序技術能夠全方面獲得物種特定組織的轉(zhuǎn)錄本信息,從而進行基因表達水平研究、新轉(zhuǎn)錄本發(fā)現(xiàn)研究、轉(zhuǎn)錄本結構變異研究等。轉(zhuǎn)錄組學可以直接測定每個轉(zhuǎn)錄本單核苷酸分辨率的準確度。貴州宏轉(zhuǎn)錄學組分析

轉(zhuǎn)錄組學檢測范圍廣,高于6個數(shù)量級的動態(tài)檢測范圍。山東高通量轉(zhuǎn)錄組學分析

單細胞轉(zhuǎn)錄組學技術:10×genomics技術:首先在凝膠微珠上種上特定的DNA的片段,DNA的片段由三部分組成:Barcode、UMI、PolyT組成。Barcode是16個堿基的長度。一共有400萬種Barcode,一個微珠是對應于一種Barcode,通過這400萬種Barcode,可以把凝膠微珠給區(qū)分開(通過barcode可以把cell分開)。UMI是一段隨機序列,也就是說每一個DNA分子,都有自己的UMI序列(一個微珠上有很多種UMI,通過UMI可以把RNA分子分開,并可以標記RNA分子的數(shù)量)。10個堿基長的UMI,有100萬種序列的變化(4^10=1,048,576),UMI的作用是為了區(qū)分哪些reads是來自于一個原始cDNA分子區(qū)分基因片段重復還是duplication及區(qū)分是真實的SNP位點還是PCR產(chǎn)生的突變。通過10×genomics儀器將單個細胞與單個凝膠微珠通過油相混在一起,形成油包水的小微滴。山東高通量轉(zhuǎn)錄組學分析

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