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转录组测序

 

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RNA, 是生命世界中不可缺少的重要角色,自分子生物学研究开始,对于 RNA 功能的探索从未停下脚步。

 

从功能分类上,RNA 包括“少数派”–mRNA(messenger RNA)和“多数派”-ncRNA(non-coding RNA),mRNA 虽然只占细胞总 RNA 的 3%左右,但由于其最终翻译成蛋白质,参与物种的表型构成,一直是研究的焦点。在高通量测序技术普及之前,研究人员需要构建繁琐的 cDNA 文库,通过 Sanger 测序获得大量 EST 序列来研究相关基因的表达情况; 随后, 基因表达芯片的高通量及低成本优势逐渐取代了传统研究方法而登上历史舞台。 继而, 专注于研究基因表达的转录组分析 (Transcriptome sequencing) 技术,以其更低成本、更高通量、更宽检测阈值的绝对优势,进入了寻常实验室,成为研究 mRNA的主流技术,迅速将生命科学领域的 RNA 研究推到了一个前所未有的高度。

 

除了技术的推陈出新之外,在研究策略上,mRNA 的研究切入点也从最初单个物种不同组织部位或不同发育时间段的差异基因比较研究, 进入到了多个个体的“群体”转录组研究,从而进一步拓展了转录组的应用范围。基于自然群体,群体转录组可以阐释近缘物种间表型多态性背后的基因表达机制及系统进化关系,而基于作图群体,BSR-Seq 可以快速定位数量性状主效位点,eQTL Mapping 则可以全面定位控制目标性状的候选基因及调控网络构建。

 

作为细胞中 RNA 的“多数派”,ncRNA 数量繁多、功能多样、并且还有一部分仍如同宇宙中的暗物质,其真实面纱仍未揭开。

 

Small RNA 分析首开 ncRNA 研究的先河,它揭示了 siRNA、piRNA 和 miRNA 对于生命活动中基因表达的调控, 但随着研究的深入, 研究人员发现除了18-30nt的ncRNA之外,大于 200bp 的 LncRNA (long non-coding RNA)其调控作用也不可忽视;自 2012 年起,LncRNA 研究又掀起了一个新的高潮。似乎是为了证明细胞中“暗物质”的巨大能量,2014年,科学家相继发现了环状 RNA(circular RNA)在基因表达调控上的新作用,使之相关研究进入了一个新维度。

 

限于篇幅,RNA 的许多故事尚未铺陈开来,如 mRNA 的甲基化修饰,RNA 的跨物种传递(RNA crosstalk)等,正如智者所言:“生有崖,而知无崖”,壹基因愿与各位生命科学研究者一同开启 RNA 研究的奇妙之旅。

(工作日:8:30-17:30)