转录组学研究进展精修订

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疾病转录组学分析研究进展

疾病转录组学分析研究进展

疾病转录组学分析研究进展在遗传学研究领域中,转录组学分析一直被视作重要的方向之一。

通过研究转录组,有助于我们深入了解细胞分子机理,从而识别与疾病有关的基因和通路。

随着测序技术的不断发展和逐渐普及,转录组学分析已经成为对于疾病研究的一个重要手段。

疾病转录组学分析方法近年来,高通量测序(RNA-seq)这一新技术的出现,使得转录组学的研究变得更加准确和高效。

高通量测序的优势在于其能够基因差异表达研究的全面性,而这也是基于微阵列(microarray)技术无法达到的。

高通量测序技术能够在单个细胞水平上进行转录组学分析并进行基因的表达定量,精准地识别不同组织、细胞和时间点所表达的基因分布。

除了RNA-seq外,还有许多其他的转录组学分析方法,如CAGE、RNA-seq和array-based measurement等,这些方法有自己的特点,适用于不同的研究方向和领域。

从转录组学分析的角度,选择合适的技术方法非常关键。

疾病转录组学分析应用现状转录组学分析的应用在癌症研究、心血管疾病、神经系统疾病以及自身免疫性疾病(例如类风湿关节炎、红斑狼疮等)等多个领域显示出了巨大的潜力。

其中癌症研究领域最为深入,且已经成为了转录组学分析的主要应用领域。

RNA-seq技术能够通过对于癌症患者样本和正常人群样本的基因表达差异进行分析,从而在癌症基因和通路发掘过程中有很重要的作用。

与此同时,还有许多相关研究,如肺癌、结直肠癌和乳腺癌等多种癌症表型的RNA-seq研究。

与此同时,心血管疾病、神经系统疾病和自身免疫性疾病等领域的研究也在逐渐深入。

1. 关于下游分析技术的研究在进行RNA-seq研究时,基因表达定量和差异分析是最基本的必需环节,除此之外,还需要进行丰富性分析、功能分析和通路分析等下游分析技术。

这些技术能够通过基因注释、基因富集分析和功能富集分析等途径,更全面地理解基因差异表达背后的生物学特性。

与此同时,还需要不断探索新的分析思路和方法技术,以适应实际应用中的需求。

转录组学技术与应用研究进展

转录组学技术与应用研究进展

转录组学技术与应用研究进展随着生物学研究的不断发展和深入,转录组学技术逐渐成为生物学领域的热点之一。

它可以在分子水平上研究基因表达和调控,以及生物体对外部环境的响应机制。

在过去的几年中,转录组学技术掀起了一股革命,在基础研究和诊断治疗方面都有着广阔的应用前景。

本文将从技术原理、分析方法和应用领域三个方面,对转录组学技术的研究进展进行梳理。

技术原理转录组学技术的核心原理是通过高通量测序技术,对生物体细胞内的mRNA进行定量测序和分析。

由于mRNA在基因表达调控中起着重要作用,因此研究mRNA在不同组织、不同生理状态以及受不同刺激后的表达变化,可以更全面地了解基因调控的机制。

而目前转录组学技术主要采用的测序技术包括Illumina、PacBio和NanoString等。

其中,Illumina测序技术是转录组学中最常用也是最早应用的高通量测序技术,其原理是将mRNA反转录为cDNA,分离出具有不同标签的cDNA,将其连接至测序芯片上,并以全自动的方式进行测序,最终得到大量的测序数据。

相对而言,PacBio和NanoString则采用了不同的测序方式。

PacBio利用了单分子实时测序技术,可以在单个分子水平上测序,获取更长的连续序列;NanoString则利用了一种基于纳米技术的定量方法,可实现大规模样本同时定量。

分析方法对于从高通量测序技术中获得的数据,需要进行数据预处理、差异表达分析以及功能注释等流程进行分析。

其中,数据预处理主要包括序列质量控制、去除低质量序列、去除序列中的污染物和拼接成转录本。

差异表达分析则是研究不同组样本的mRNA表达差异,通过计算两组样本之间mRNA表达的Fold Change来标志显著性差异,并进行GO、KEGG等生物信息学分析,找到不同基因在生物学功能中的作用。

另外,功能注释对于发掘mRNA表达在不同生物学过程的功能和意义有着重要的作用。

通过在转录组学数据库中查询同源基因、介导通路和蛋白质互作,可以进一步了解基因表达在生物过程中的调控因素和作用方式。

植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展

植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展

植物在非生物胁迫下代谢组学与转录组学的研究进展一、本文概述随着全球气候变化的加剧,非生物胁迫如干旱、高温、盐碱等已成为影响植物生长和产量的重要因素。

为了深入理解和应对这些环境压力,植物代谢组学和转录组学的研究逐渐受到广泛关注。

本文旨在概述植物在非生物胁迫下的代谢组学和转录组学研究的最新进展,探讨这些技术在揭示植物响应非生物胁迫机制中的应用,以及未来可能的研究方向。

文章将首先介绍代谢组学和转录组学的基本概念和研究方法,然后重点分析近年来在植物非生物胁迫响应领域的代谢组学和转录组学研究成果,最后讨论这些技术在实际应用中的挑战和前景。

二、非生物胁迫的类型及其对植物的影响非生物胁迫是植物在生长和发育过程中面临的主要环境压力之一,包括但不限于盐胁迫、干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫、重金属胁迫以及UV辐射等。

这些胁迫条件通常会对植物的生长、发育和生理代谢产生显著影响,严重时甚至导致植物死亡。

盐胁迫主要发生在盐碱地或海水灌溉地区,过高的盐浓度会导致植物细胞内的渗透压失衡,从而影响细胞的正常功能。

干旱胁迫则常见于水资源短缺的地区,长时间的干旱会导致植物水分亏缺,影响光合作用和其他代谢过程。

冷胁迫和热胁迫则分别由低温和高温引起,它们会干扰植物细胞的膜结构和酶活性,从而影响植物的正常生长。

重金属胁迫通常发生在工业污染地区,过量的重金属会干扰植物体内酶的活性,造成代谢紊乱。

UV辐射则主要来自太阳,过量的UV辐射会损害植物细胞的DNA和蛋白质,对植物造成直接伤害。

为了应对这些非生物胁迫,植物会启动一系列的生理和分子机制。

在代谢组学层面,植物会通过调整代谢途径,合成和积累一些特定的代谢产物,如渗透调节物质、抗氧化物质等,以维持细胞的正常功能。

在转录组学层面,植物会调整基因的表达模式,表达和上调一些与胁迫响应相关的基因,如转录因子、激酶等,以响应和适应胁迫环境。

研究植物在非生物胁迫下的代谢组学和转录组学变化,有助于深入理解植物应对环境压力的机制,为植物抗逆性的遗传改良和农业生产的可持续发展提供理论依据。

单细胞转录组分析技术的研究进展

单细胞转录组分析技术的研究进展

单细胞转录组分析技术的研究进展随着科技的不断进步,单细胞转录组分析技术也逐渐发展成为当前热门的研究领域之一。

这一技术能够帮助科学家们深入了解单个细胞的基因表达情况,为人们认识细胞的功能和疾病治疗等方面提供了新的思路和方法。

一、技术原理单细胞转录组分析技术是一种基因表达分析技术,其原理在于利用RNA-sequencing技术,获取和分析单个细胞中所有基因的表达信息。

传统的RNA-sequencing技术通常需要使用大量细胞的RNA进行检测,因此其结果并不能反映各个细胞之间的差异性。

而单细胞转录组分析技术则是将单个细胞捕获、分离并进行扩增后进行RNA-sequencing,从而能够获取高质量的数据,克服了传统技术中的局限性。

二、技术优势单细胞转录组分析技术的最大优势在于其高精度和高分辨率,能够充分地揭示各个细胞之间的基因表达差异和特征,为科学家们提供了全新的研究视角。

同时,这一技术还充分挖掘了个体细胞之间的多样性和异质性,能够为疾病诊断和治疗提供新的思路和方法。

三、技术应用单细胞转录组分析技术在生物医学领域有广泛的应用前景。

它能够帮助科学家们深入了解细胞发育、分化和特化等过程中的基因调控机制,发现并破解一些与人类疾病有关的基因异常表达,对肿瘤发生和发展的机理研究也有重要的帮助。

同时,单细胞转录组分析技术还能够帮助进行单细胞水平的免疫表观学研究,以及基于单细胞RNA-seq的药物筛选等研究。

四、技术挑战尽管单细胞转录组分析技术已经取得了很大的进展,但仍然面临着很多挑战。

其中,技术分析流程中存在的噪声和误差,以及存储和处理大量数据的困难等是当前亟待解决的问题。

此外,在技术应用方面,单细胞转录组分析技术存在的植物和真菌等生物样本的研究还非常有限,未来还需要进一步探索和应用。

五、发展前景随着单细胞转录组分析技术的不断发展和创新,其在生物医学领域的应用前景将大有可为。

未来,这一技术或能帮助我们深入了解细胞的生长、分化和功能等基本机制,从而为人类疾病的预防、诊断和治疗提供更为精准、定制化的方案。

转录组学的研究进展

转录组学的研究进展

转录组学的研究进展随着现代科技的不断发展,转录组学(transcriptomics)研究成为了生物学研究领域中的重点研究之一。

转录组学是指对特定生物体系中基因转录的整体信息进行研究的一种基因组学研究手段,相对于基因组学、蛋白质组学等方法,转录组学的研究对象更加细节和具体,涉及到生物体系中各种基因转录活动的信息,对于研究生物体系发展、变异、适应环境等生理过程,有着重要的作用。

本文将介绍转录组学的研究进展,包括技术革新、研究领域扩充和对生物学研究带来的影响等方面。

1.技术革新在转录组学的研究中,高通量测序技术的发展是一个重大的进步。

高通量测序技术(High-throughput sequencing)是指利用测序仪对大量的样本进行DNA或RNA序列的测定,可以快速,准确,高质量地产生大量数据。

这项技术的发展使得研究人员可以轻松地获取更加详细的转录信息,从而更加深入地研究基因转录的机制、变异、调控和调节等方面。

同时,高通量测序技术也可以被广泛应用于生物种类鉴别、基因组测序、癌症基因检测等诸多领域。

2.研究领域扩充转录组学研究并不仅限于植物和动物发育过程的研究。

随着研究的深入,转录组学的研究领域也不断拓展,包括肿瘤学、病理学、医学等领域。

如今,许多与恶性肿瘤有关的研究都基于转录组学的技术展开,这些研究有望帮助研究人员更好地理解肿瘤中,基因转录异常和变异等方面的信息。

3.转录组学与生物学研究的影响随着转录组学的技术和研究方法的不断进步,我们的对生物学的认识也在不断拓展和深化。

通过对转录组学的研究,我们逐渐地发现,基因转录的调控方式非常多样化,包括编码和非编码RNA的调控、表观遗传修饰的调控等。

这些都是我们进一步理解生物发展的重要信息。

另外,对于基因转录异常和变异等信息因为它们的泛滥,会带来很高的数据噪声。

因此,研究人员需要设计更加有效的方法,来从繁多的数据中筛选出真正具备意义的信息,发现新的分子标志和生物学特征且建立生物学特征与疾病之间的联系显得越来越重要。

论转录组的研究方法及当前进展

论转录组的研究方法及当前进展

论转录组的研究方法及当前进展转录组学是研究基因组所有转录本的一项技术。

转录组研究方法是通过使用高通量测序技术对组织或个体在特定条件下的所有mRNA进行测序,并利用生物信息学方法对所得数据进行分析和解读。

转录组研究旨在了解基因组在转录水平上的整体表达差异和调控机制,揭示基因在特定生物学过程中的功能和相互关系,以及识别与疾病相关的基因表达异常。

转录组研究方法主要包括实验设计、样品采集、RNA提取、文库构建、高通量测序和数据分析等步骤。

在实验设计阶段,研究者需要确定研究目的、选择样本类型和条件、确定对照组,以及确定测序平台等。

在样品采集和RNA提取步骤中,研究者需选择适当的组织或细胞类型、采集足够数量的样品,并使用RNA提取试剂盒提取内源性RNA。

文库构建步骤中,研究者需要通过将RNA逆转录合成cDNA,进行文库构建,并利用文库建设试剂盒进行PCR扩增。

高通量测序阶段,常用的技术包括RNA-Seq和微阵列。

RNA-Seq技术通过构建cDNA文库,并使用Illumina HiSeq等高通量测序平台进行测序,生成大量的RNA序列数据。

微阵列技术通过将RNA与探针杂交,利用辨识标记杂交到探针上的RNA的方式检测基因表达水平。

数据分析阶段主要包括数据预处理、基因差异表达分析、功能注释和通路分析等。

预处理步骤包括清洗、质量控制和对齐等,以确保后续分析的可靠性和准确性。

基因差异表达分析可通过比较两个或多个条件的转录组数据得出差异表达的基因集合。

功能注释和通路分析通过对差异表达的基因进行功能注释和通路富集分析,揭示不同基因的功能和相互作用过程。

转录组学的研究方法在生命科学领域取得了重要的进展。

它广泛应用于生物学、医学和农业等领域。

在生物学研究中,转录组学为生物进化、发育和适应性提供了重要的证据和洞察。

在医学研究中,转录组学为疾病的发病机制和治疗靶点的发现提供了新的方法和工具。

在农业研究中,转录组学有助于了解植物对环境和胁迫的适应机制,为植物的改良和遗传育种提供了新的思路和方法。

生物信息学中的转录组学研究进展

生物信息学中的转录组学研究进展

生物信息学中的转录组学研究进展生物信息学是一个集计算机科学、数学、生物学和统计学于一体的新兴学科,为生物学的研究提供了新的方法和工具。

其中,转录组学是生物信息学领域的一个重要分支,旨在研究生物体各个时期或组织中转录本的全集。

随着高通量测序技术的快速发展,转录组学研究进展迅猛,为理解生物体的基因表达调控机制和功能提供了全新的视角。

一、转录组学的发展历程转录组学的发展可以追溯到上世纪90年代末的基因芯片技术。

在这一时期,研究者使用芯片上固定的探针序列,通过杂交实验测量基因表达水平。

然而,这种方法受到芯片设计的限制,只能检测事先已知的基因,并且存在噪音干扰。

随着第二代测序技术的出现,转录组学研究进入了新的阶段。

RNA测序( RNA-seq)技术的出现,使得研究者可以全面地检测和量化转录本在某个特定时期的表达水平。

同时,RNA-seq技术还可以检测到编码RNA以外的非编码RNA,丰富了转录组学研究的内容。

此外,利用高通量测序技术,可以研究转录后修饰、异构剪接以及基因融合等现象,进一步深化对转录本调控的理解。

二、转录组学在生物学研究中的应用转录组学研究已经广泛应用于不同生物体和组织中,其应用范围涵盖了遗传学、发育生物学、生态学、药物发现等多个领域。

1. 疾病研究转录组学在疾病研究中发挥着重要作用。

通过比较病态组织和正常组织的转录组差异,可以发现与疾病发生相关的转录本;利用转录组学技术还可以确定潜在的生物标志物,为疾病诊断和治疗提供依据。

例如,在癌症研究中,转录组学揭示了肿瘤发生发展的分子机制,并发现了多个与癌症相关的基因。

2. 基因调控机制研究转录组学研究为基因调控机制的解析提供了重要工具。

通过分析转录组数据,可以发现转录因子与结合靶标基因的关系,进一步推断基因调控网络。

此外,转录组学还可以挖掘新的调控元件如增强子和启动子,并研究其与转录因子的相互作用。

3. 转基因研究转录组学在转基因研究中具有重要作用。

转录组学的新进展与应用

转录组学的新进展与应用

转录组学的新进展与应用转录组学是一种研究生物体细胞中所有基因转录产物的高通量技术。

近年来,随着测序技术的发展和生物信息学工具的完善,转录组学在基础研究和应用研究中得到了越来越广泛的应用。

本文将介绍转录组学的新进展以及其在生命科学和医疗领域的应用。

一、转录组学的新进展1.应用单细胞转录组学技术深入研究细胞异质性单细胞转录组学技术(scRNA-seq)可以在对单个细胞进行转录组测序后,生成大量详细的分子信息。

在研究细胞异质性等方面,scRNA-seq显得尤为重要。

2018年,科学家们使用scRNA-seq技术对小鼠胚胎干细胞进行测序,成功地从中分离出多种“原始”细胞群体,并从中再分化出具有特定功能性的细胞群体。

这一研究结果为治疗癌症、糖尿病等多种疾病打下了基础。

2.甲基化转录组学技术的发展基因组DNA的甲基化成为影响基因的表达的重要因素之一。

甲基化转录组测序技术可以同时检测基因组DNA的甲基化和基因转录产物,达到了探究基因是否受甲基化调制的目的。

2018年,科学家在大肠杆菌纯化出甲基化转录因子并对其进行结构分析,从而揭示出其精细的结构与功能调节机制,为将来这一技术在药物治疗中的应用提供了理论基础。

3.新进展的平衡转录组技术平衡转录组测序技术可以同时检测基因组DNA的甲基化和基因转录产物,而它是改进版的甲基化转录组技术。

这项技术用于研究人类受精卵发育的胚胎表观遗传学时,发现用于标识成熟植物的基因也会在早期的胚胎发育阶段被激活,进一步推进了对干细胞时期转录组的理解,为治疗遗传学疾病提供了新思路。

二、转录组学在生命科学中的应用1.转录组学在基因治疗和细胞治疗中的应用许多基因疾病都可以通过转录组学技术来加以研究解决。

细胞免疫治疗、基因修补和癌症治疗潜力都在应用转录组学技术。

科学家们可以运用转录组学技术研究内源性mRNA的表达变化,同时运用CRISPR-Cas9干预内源性基因,从而最大限度地改善疾病症状,实现基因治疗和细胞治疗的目的。

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转录组学研究进展集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#转录组研究前沿随着转录组学,蛋白组学,代谢组学等组学的不断涌现,生物学研究已经跨入后基因组时代,转录组学作为一个率先发展起来的技术开始在生物学前沿研究中得到了广泛的应用。

广义转录组(Transcriptome)系指从一种细胞或者组织的基因组所转录出来的RNA的总和,包括编码蛋白质的mRNA和各种非编码RNA(rRNA, tRNA, snoRNA, snRNA,microRNA 和其他非编码RNA等)。

狭义转录组系指所有参与翻译蛋白质的mRNA 总和。

转录组研究历史:自从上世纪90 年代中期以来,随着微阵列技术被用于大规模的基因表达水平研究,转录组学作为一门新技术开始在生物学前沿研究中展露头脚并逐渐成为生命科学研究的热点。

原因如下:1)蛋白质组研究需要更多的转录组研究的信息:因为单一的蛋白质组数据不足以清楚地鉴定基因的功能,因此蛋白质组的数据需要转录组的研究结果加以印证。

2)非编码RNA研究的不断发展,使得转录组研究的范围不断扩大和深化。

3) 随着新一代高通量测序技术运用到转录组研究之中,转录组研究中提供的数据量呈现爆炸式的扩增,极大拓宽了转录组研究解决科学问题的范围。

目前进行转录组研究的技术主要包括如下三种:1)基于杂交技术的微阵列技术;2)基于Sanger测序法的SAGE (serial analysis of gene expression)和MPSS(massively parallel signature sequencing);3)基于新一代高通量测序技术的转录组测序。

各种转录组研究技术的特点如下:基于杂交技术的DNA芯片技术只适用于检测已知序列,却无法捕获新的mRNA。

细胞中mRNA的表达丰度不尽相同,通常细胞中约有不到100种的高丰度mRNA,其总量占总mRNA一半左右,另一半mRNA由种类繁多的低丰度mRNA组成。

因此由于杂交技术灵敏度有限,对于低丰度的mRNA,微阵列技术难以检测,也无法捕获到目的基因mRNA表达水平的微小变化。

SAGE是以Sanger测序为基础用来分析基因群体表达状态的一项技术。

SAGE 技术首先是提取实验样品中RNA并反转录成cDNA,随后用锚定酶(Anchoring enzyme)切割双链cDNA,接着将切割的cDNA 片段与不同的接头连接,通过标签酶酶切处理并获得得到SAGE 标签,然后PCR 扩增连接SAGE 标签形成的标签二聚体,最后通过锚定酶切除接头序列,以形成标签二聚体的多聚体并对其测序(关于SAGE方法细致的介绍请参考网站)。

SAGE可以在组织和细胞中定量分析相关基因表达水平。

在差异表达谱的研究中,SAGE可以获得完整的转录组学图谱以及发现新的基因并鉴定其功能、作用机制和通路等。

MPSS是SAGE的改进版,MPSS 技术首先是提取实验样品RNA并反转录为cDNA,接着将获得的cDNA克隆至具有各种adaptor 的载体库中,并PCR 扩增克隆至载体库中的不同cDNA 片段,然后在T4 DNA 聚合酶和dGTP 的作用下将PCR产物转换为单链文库,最后通过杂交将其结合在带有Anti-adaptor 的微载体上进行测序。

MPSS 技术对于功能基因组研究非常有效,能在短时间内捕获细胞或组织内全部基因的表达特征。

MPSS技术对于鉴定致病基因并揭示该基因在疾病中的作用机制等发挥了重要作用。

自从2005年上市以来,第二代测序技术对基因组学的研究产生了巨大的影响并被广泛运用到了基因组测序工作之中。

转录组测序也被称为全转录组鸟枪法测序(Whole Transcriptome Shotgun Sequencing, WTSS),以下简称RNA-seq。

众所周知,真核生物的基因由三类RNA聚合酶转录:RNA聚合酶I和III负责其种类稀少,功能重要的看家非编码RNA基因的转录,包括rRNA,tRNA,snoRNA,snRNA 等;而RNA 聚合酶II负责蛋白质编码基因和调控非编码RNA的转录,其转录产在加工过程中均会加上3'端多聚腺苷尾。

RNA-seq是对用多聚胸腺嘧啶进行亲和纯化的RNA 聚合酶II转录产生的成熟mRNA和ncRNA进行高通量测序。

所获得的海量数据经过专业的生物信息学分析,既可以还原出一种细胞内基因表达的种种特征。

如果对不同种类的细胞进行并行的RNA-seq及生物信息学分析,即可以获得多种基因表达调控的重要信息。

第二代高通量测序技术赋予了RNA-seq超强的覆盖度和灵敏性,可以检出许多不曾被预测到的由可变剪接或可变3'多聚腺苷化位点选择导致的mRNA isoforms,以及新的ncRNA和antisense RNA (反义RNA)。

它在研究真核生物的基因表达调控,癌症等疾病的发生机制和新治疗方案确定,遗传育种等方面具有不可估量的潜力,是后基因组时代改变人们的生命认知和生活质量的一股强劲力量。

短短几年,该技术已经被广泛用于解析人类基因组可变剪接,以及从酵母到拟南芥到人的基因表达中的重要科学问题。

下表是几种转录组研究所用技术的比较:转录组所用技术转录组前沿研究简介:随着高通量测序技术的迅猛发展,转录组研究从以前的微阵列技术,SAGE及MPSS技术的低通量模式切换至RNA-seq的高通量模式。

作为蛋白质组研究的基础,RNA-seq可以识别比蛋白组高一两个数量级的基因,从而帮助科学家构建完整的基因表达谱以及蛋白质相互作用网络。

RNA-seq对于真核生物的基因表达调控,癌症等疾病的发生机制和新治疗方案确定,遗传育种等方面的研究具有不可估量的潜力。

以下是关于转录组前沿研究的一些介绍:1) 单细胞转录组分析随着高通量测序技术的不断成熟,转录组高通量测序技术在功能基因组学的研究中发挥了非常重要的作用。

很多研究表明相同的细胞类型中的基因表达水平也常常显示异质性,对于单个细胞来说,转录组的随机变异性可能决定了细胞的最终命运,因此不同的细胞具有不同的转录组表型,所以从理论上讲,转录组分析应该以单细胞为研究模型,科学家应用单细胞RNA-seq技术即可获得单细胞的转录组信息。

2009年Surali Azim和Lao Kaiqin领导的课题组描述了一种单细胞转录组测序技术如下图:(Tanget al. 2009 Nat Methods. 6:377-82)作者通过对单个小鼠卵裂球细胞的RNA- Seq数据进行分析,分析发现至少5个测序所获得的reads比微阵列技术多出75%(5270)的表达基因,并鉴定了1753个崭新的剪切位点。

除此以外,单细胞的RNA-seq结果表明了在相同的卵裂球或卵母细胞中,至少有8-19%的基因存在两个以上的转录异构体,该现象清楚表明了在胚胎发育过程中单细胞转录组的复杂性。

最后,通过对单个Dicer1-/- 和 Ago2-/-卵母细胞的转录组测序,相对野生型来说,Dicer1-/- 和 Ago2-/-卵母细胞分别发现1696和1553个基因异常上调,1571和1121个基因异常下调,而619基因是相同的。

这种单细胞RNA-Seq技术检测将大大提高我们对单个细胞在哺乳动物发育中转录复杂性的理解。

2) 转录组测序确定RNA结构非编码RNA对于基因表达的调控机制的研究成为近年来的热门研究领域,而RNA的结构是RNA行使其功能的基础,所以测定RNA的结构对于理解RNA功能意义重大。

传统的测定RNA二级结构的方法是用化学试剂或RNA酶切割RNA然后通过测序胶进行分析。

这种方法的工作量巨大而且对于技术要求很高。

2010年12月份美国加州大学圣克鲁兹分校霍华德·休斯医学研究院Sofie Salama教授所领导的课题组描述了一种通过转录组高通量测序方法测定RNA结构的方法(Fragmentation sequencing ,FragSeq),该方法发表在《自然—方法学》。

(Underwoodet al. 2010. Nat Methods. 7:995-1001)该方法利用核酸酶P1只切割单链RNA的特性对小鼠RNA进行片段化,片段化RNA的大小在20–100nt之间,然后在片段的5’和3’端分别加上测序接头,再进行逆转录和PCR扩增,最后构建FragSeq文库并对其进行高通量测序。

同时作者通过生物信息学分析大量的高通量测序结果,并辅以实验数据成功测定了小鼠的非编码RNA的二级结构。

3)转录组测序在疾病中的应用转录组测序 (RNA-seq) 是最近发展起来的利用高通量测序技术进行转录组分析的一种技术, 可全面快速地获得特定细胞或组织在某一状态下的几乎所有的成熟mRNA和ncRNA。

相对于传统的基因芯片技术,RNA-seq技术不需要针对已知序列设计探针,即可检测细胞或组织的整体转录水平。

RNA-seq技术具有更灵敏的数字化信号更高的通量以及更广泛的检测范围。

在疾病的机制研究以及疾病治疗领域,转录组测序作为一个有力的工具已经被广泛使用。

2010 年7 月, 密歇根大学Arul MChinnaiyan实验室分析了15 例前列腺癌样本的转录组测序结果, 研究发现其中有两例前列腺癌样本的ETS基因没有发生融合,进一步的研究表明存在于Raf信号途径中的BRAF和RAF1基因会发生融合现象,作者同时利用q-PCR和FISH技术验证了上述现象的存在。

除此以外,作者通过对大批不同的癌症样本进行荧光原位杂交实验,并精确统计了BRAF和RAF1基因的重排频率,统计结果表明了各种癌症样本如胃癌,肝癌,黑色素瘤和前列腺癌的研究结果具有高度的一致性。

此项成果证明了RAF信号途径在一系列癌症如前列腺癌、胃癌和黑色素瘤发病过程中起到了非常重要的角色, 同时研究成果也表明了RAF信号途径中的融合基因有潜力成为抗肿瘤治疗与抗肿瘤药物筛选的靶标。

参考文献:Brenner S, Johnson M, Bridgham J, GoldaG, Lloyd DH, Johnson D, Luo SJ, McCurdy S,Foy M, Ewan M, Roth R, George D,Eletr S, Albrecht G, Vermaas E, Williams SR, Moon K, Burcham T, Pallas M,DuBridge RB, Kirchner J, Fearon K, Mao J, Corcoran K. Gene expression analysisby massively parallel signature sequencing (MPSS) on microbead arrays. Nat Biotechnol, 2000, 18(6):630–634.Lockhart DJ, Winzeler EA. Genomics,gene expression and DNA arrays. Nature, 2000,405(6788): 827–836.Palanisamy et al. 2010. Rearrangements of the RAF kinase pathway in prostate cancer,gastric cancer and melanoma. Nature Medicine. 16: 793-798.Shendure J, Ji H. Next-generation DNAsequencing. Nat Biotechnol, 2008, 26(10): 1135–1145.Tanget al. 2009. mRNA-Seq whole-transcriptome analysis of a singlecell. Nat Methods. 6:377-82.Underwoodet al. 2010. FragSeq:transcriptome-wide RNA structure probing using high-throughput sequencing. Nat Methods. 7:995-1001.Velculescu VE, Zhang L, Vogelstein B,Kinzler KW. Serial analysis of gene expression.Science, 1995,270(5235): 484–487.Wang Z, Gerstein M, Snyder M. RNA-Seq:a revolutionary tool for transcriptomics. NatRev Genet, 2009, 10(1): 57–63.[Last edited by 西瓜 on 2011-11-23 at 11:09]Keywords:。

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