RNA-Seq是一种通过观察基因表达来分析整个基因组的技术。
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。基于Illumina高通量测序平台的转录组测序技术使能够在单核苷酸水平对任意物种的整体转录活动进行检测,在分析转录本的结构和表达水平的同时,还能发现未知转录本和稀有转录本,精确地识别可变剪切位点以及cSNP(编码序列单核苷酸多态性),提供最全面的转录组信息。相对于传统的芯片杂交平台,转录组测序无需预先针对已知序列设计探针,即可对任意物种的整体转录活动进行检测,提供更精确的数字化信号,更高的检测通量以及更广泛的检测范围,是目前深入研究转录组复杂性的强大工具。
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。[2]
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。
任意物种的全基因组分析: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。
更广的检测范围: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。
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研究、microRNA前体研究等),基因表达水平研究以及全新转录本发现。
2019年4月19日,来自EPFL生物工程研究所Bart Deplancke实验室的科学家们发表了一种批量RNA条形码和测序(BRB-seq)技术,它比传统的商业RNA测序技术(Illumina的TruSeq)便宜25倍。
其优点包括快速且保持了链的特异性,特异性是该领域的一个挑战,必须在正确的方向上反转录出DNA。因此,BRB-seq提供了一种在数百个RNA样本上执行转录组学的低成本方法,这可以在一次运行中增加生物复制的数量(因此增加实验的准确性)。[3]