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全转录组测序(Whole Transcriptome Sequencing, WTS)是一种对特定细胞或组织在某一功能状态下所有转录产物(包括mRNA、lncRNA、circRNA和miRNA等)进行全面测序的技术。

一、技术原理

全转录组测序的技术原理主要基于以下步骤:

  1. 样品准备:从细胞或组织中提取总RNA,并进行质量检查,包括纯度、浓度和完整性。

  2. RNA分离与纯化:根据研究目的,可能需要对特定类型的RNA(如mRNA、lncRNA等)进行分离和纯化。

  3. 文库构建:将纯化后的RNA进行片段化、逆转录、双链cDNA合成、末端修复、加接头等步骤,构建测序文库。此过程可能需要根据RNA类型进行不同的处理,如链特异性建库以保留mRNA的方向信息。

  4. 高通量测序:利用新一代测序平台(如Illumina、PacBio等)对文库进行测序,生成大量的RNA序列数据。

  5. 数据分析:对测序数据进行质量控制、比对到参考基因组或转录组、表达量计算、差异表达分析、功能注释和富集分析等,全面揭示转录组的动态变化和基因调控机制。

二、技术优势

全转录组测序相比传统的转录组分析方法具有显著的技术优势:

  1. 全面性:能够同时对mRNA、lncRNA、circRNA和miRNA等多种RNA进行测序,全面反映转录组的复杂性。

  2. 高灵敏度:能够检测到低丰度的转录本,提高基因表达的检测能力。

  3. 高分辨率:能够精确测定转录本的序列和结构,包括可变剪切、融合基因等复杂事件。

  4. 链特异性:通过链特异性建库方法,可以保留mRNA的方向信息,提高基因表达定量的准确性和可靠性。

  5. 新发现能力:能够发现新的转录本、可变剪切位点、融合基因等,为基因调控机制的研究提供新视角。

三、应用领域

全转录组测序已广泛应用于多个领域,包括但不限于:

  1. 基础科学研究:揭示基因表达调控机制、转录本变异、基因与环境的相互作用等。

  2. 临床诊断:用于疾病分型、预后评估、靶向治疗指导等,特别是在肿瘤学、遗传性疾病等领域有重要应用。

  3. 药物研发:通过全转录组测序筛选药物靶点、评估药物疗效和毒性等,加速药物研发进程。

  4. 农业与生物技术:在作物改良、动物育种、微生物功能解析等方面发挥重要作用。

四、服务流程

全转录组测序的服务流程通常包括以下几个步骤:

  1. 样品接收与准备:接收客户提供的RNA样品,并进行质量检查。

  2. 文库构建:根据研究目的和RNA类型,选择合适的文库构建策略。

  3. 高通量测序:利用新一代测序平台对文库进行测序,生成测序数据。

  4. 数据分析:对测序数据进行质量控制、比对、表达量计算、差异表达分析、功能注释和富集分析等,生成详细的分析报告。

  5. 结果解读与咨询:向客户提供分析报告的解读和咨询服务,帮助客户理解测序结果并应用于实际研究中。


英文标题:

Non-coding RNA-Associated ceRNA Networks in a New Contrast-Induced Acute Kidney Injury Rat Model

中文标题:

非编码RNA相关ceRNA网络在大鼠急性肾损伤模型中的应用

研究背景:

造影剂诱发的急性肾损伤(CI-AKI)定义为暴露于碘造影剂后碘造影剂(CM)后 48-72 小时内的急性肾功能不全;研究证据表明多种 miRNA 与 lncRNA 与急性肾损伤(AKI)的发生和发展有关;ncRNAs 构成的 ceRNA 网络可能在 CI-AKI 的发展中发挥作用。

主要发现:

研究者共 38 个 circRNAs、12 个 lncRNAs、127 个 mRNAs 和 13 个 miRNAs 显著失调,研究发现了一些与肾损伤相关的通路,如氧化还原过程(GO:0055114)和氧化还原酶活性(GO:0016491)。Naglu 基因是肾小管间质损伤的指标,与炎症有关,如核因子 kB(NF-kB)激活。它可用于鉴别 AKI 类型和预测 AKI 的发生,尤其是肾前 AKI。 Gpnmb 是巨噬细胞炎症的负性调节因子,对 AKI 具有保护作用。结论:ceRNA 被显示在 CI-AKI 病程中发挥作用。

参考文献:

Cheng W, Li XW, Xiao YQ, Duan SB. Non-coding RNA-associated ceRNA networks in a new contrast-induced acute kidney injury rat model[J]. Molecular therapy nucleic acids, 2019, 17, 102?112.

下载网址:

https://www.cell.com/issue/S2162-2531(22)X0004-8



Q1全转录组产品两种技术模式如何选择?
答:全转录组有两种,一种为两库全转,即采用两种建库测序模式;一种为三库全转,即采用三种建库测序模式;
两库全转录组测序:LncRNA-Seq + Small RNA
(1)采用去核糖体链特异性建库模式,进行PE150测序,实现lncRNA、mRNA、circRNA鉴定和定量、以及功能分析;
(2)采用富集小RNA片段建库方法,进行SE50测序,实现miRNA、siRNA以及piRNA鉴定和定量,以及功能分析等;
三库全转录组测序:LncRNA-Seq+ Small RNA+ CircRNA
(1)采用去核糖体链特异性建库模式,进行PE150测序,实现lncRNA、mRNA、鉴定和定量、以及功能分析;
(2)采用去除线性RNA,富集环状RNA建库方法,进行PE150测序,实现对低丰度的环状RNA鉴定和定量及功能分析;
(3)采用富集小RNA片段建库方法,进行SE50测序,实现miRNA、siRNA以及piRNA鉴定和定量,以及功能分析等; 以上两种模式,还可以实现互作网络分析,以及内源竞争性RNA鉴定和网络分析。可以根据研究目的和需求决定选择不同的建库方式。

Q2lncRNA建库测序结果可以用于分析环状RNA吗?
答:可以,长链非编码RNA建库模式采用去核糖体方式建库,对所获得的RNA进行打断测序,相当于获得全部RNA,即可以进行分析环状RNA表达情况,可应用于分析各物种环状RNA表达谱。