RNA-seq測(cè)序原理

RNA-seq（RNA sequencing）是一種利用高通量測(cè)序技術(shù)來(lái)測(cè)定RNA樣本的方法，它可以提供關(guān)于轉(zhuǎn)錄組的詳細(xì)信息，包括mRNA、microRNA、lncRNA等不同類(lèi)型的RNA分子的表達(dá)水平、剪接變異、融合轉(zhuǎn)錄本以及新的轉(zhuǎn)錄本等。以下是RNA-seq的基本步驟和技術(shù)原理：

1. 樣本準(zhǔn)備：

• 總RNA提取：首先從樣本中提取出總RNA，這一步通常需要使用商業(yè)化的RNA提取試劑盒。

• rRNA去除：由于rRNA在總RNA中占比很大，因此通常需要去除rRNA以提高后續(xù)測(cè)序的效率。這可以通過(guò)多種方法完成，例如使用特異性引物的寡聚dT磁珠捕獲poly(A)+ mRNA或使用rRNA特異性探針進(jìn)行雜交捕獲。

2. cDNA文庫(kù)構(gòu)建：

• 反轉(zhuǎn)錄：使用逆轉(zhuǎn)錄酶將mRNA轉(zhuǎn)換成cDNA。

• 文庫(kù)片段化：如果需要，可以通過(guò)超聲波或酶處理將cDNA片段化。

• 接頭連接：在cDNA片段的兩端加上測(cè)序接頭，以便于后續(xù)的測(cè)序過(guò)程。

• PCR擴(kuò)增：通過(guò)PCR擴(kuò)增文庫(kù)，增加文庫(kù)的拷貝數(shù)，同時(shí)也可以在此步驟中引入索引（index）以便進(jìn)行多重測(cè)序。

3. 測(cè)序：

• 使用高通量測(cè)序平臺(tái)（如Illumina、Thermo Fisher的Ion Torrent或PacBio等）對(duì)文庫(kù)進(jìn)行測(cè)序。目前最·常用的測(cè)序技術(shù)是基于Illumina平臺(tái)的短讀長(zhǎng)測(cè)序，可以產(chǎn)生幾十到幾百堿基長(zhǎng)度的序列片段。

4. 數(shù)據(jù)處理和分析：

• 原始數(shù)據(jù)質(zhì)控：對(duì)原始的測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，去除低質(zhì)量的reads。

• 序列比對(duì)：將測(cè)序得到的reads與參考基因組或轉(zhuǎn)錄組比對(duì)，確定它們?cè)诨蚪M中的位置。

• 表達(dá)量化：根據(jù)比對(duì)結(jié)果，計(jì)算每個(gè)基因或轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)水平，常用的方法有FPKM (Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped reads) 或TPM (Transcripts Per Million)。

• 差異表達(dá)分析：比較不同條件下的樣本，找出差異表達(dá)的基因。

• 其他高級(jí)分析：還可以進(jìn)行剪接變異檢測(cè)、新轉(zhuǎn)錄本預(yù)測(cè)、非編碼RNA分析等。

整個(gè)RNA-seq流程涵蓋了從樣本處理到數(shù)據(jù)分析的多個(gè)步驟，每一環(huán)節(jié)都需要細(xì)致的操作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)處理。隨著技術(shù)的發(fā)展，RNA-seq已經(jīng)成為轉(zhuǎn)錄組研究中不·可·或缺的工具，廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。

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