轉錄組測序
通過對某(mou)(mou)一物(wu)(wu)種特(te)定組織器官(guan)在某(mou)(mou)一狀態下產生的RNA進行高通量測序，來分析特(te)定生物(wu)(wu)學狀態下的基因表達(da)調(diao)控機(ji)制。廣泛應用于疾病機(ji)理研究、藥物(wu)(wu)開發、環境(jing)響應等(deng)領域(yu)，幫助解決基因表達(da)差異、功(gong)能(neng)基因鑒定等(deng)問題(ti)。
真核轉錄組（有參/無參）
真核有(you)參轉(zhuan)錄(lu)組測(ce)序(xu)（RNA-seq）指采用二(er)代測(ce)序(xu)平臺(tai)，對某(mou)一物種特定組織器(qi)官在某(mou)一狀態下轉(zhuan)錄(lu)的(de)所有(you)mRNA進行測(ce)序(xu)，既可(ke)(ke)以提供定量分析(xi)，檢測(ce)基因表達(da)水平差異，又(you)可(ke)(ke)以提供結構分析(xi)，發現未(wei)知(zhi)轉(zhuan)錄(lu)本和稀(xi)有(you)轉(zhuan)錄(lu)本，識別(bie)可(ke)(ke)變剪切位點、融合(he)基因、SNP以及(ji)Indel位點等(deng)。
表達譜測序（有參）
表達譜測(ce)(ce)序(xu)指采用二(er)代測(ce)(ce)序(xu)平(ping)臺，對某(mou)一物種特定組織(zhi)器官在某(mou)一狀態(tai)下轉錄的(de)所(suo)有mRNA進行測(ce)(ce)序(xu)，研究基因(yin)的(de)表達差異并鑒定差異基因(yin)功(gong)能。
LncRNA測序
長鏈(lian)非編碼(ma)(ma)RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一類(lei)長度超過(guo)200 nt、不編碼(ma)(ma)蛋(dan)白質的RNA分子，在生物體內廣泛(fan)存在。lncRNA測序(xu)指(zhi)采用去rRNA鏈(lian)特異性方法(fa)進行建庫并(bing)進行二代(dai)測序(xu)，從而快速(su)全面地識別并(bing)分析具有關鍵(jian)調控作用的lncRNA，探(tan)究它們在各種生物學過(guo)程中的潛在角色。
small RNA測序
small RNA（sRNA）是(shi)一(yi)類長度通常在(zai)18～30 nt的(de)小(xiao)(xiao)型非編碼RNA分(fen)子，在(zai)生(sheng)物體內起著至關重要的(de)調(diao)控(kong)(kong)作(zuo)用。small RNA測序(xu)(xu)是(shi)指(zhi)通過小(xiao)(xiao)片段(duan)富集篩選建(jian)庫和二代測序(xu)(xu)平臺對small RNA進行(xing)的(de)高通量測序(xu)(xu)，高效(xiao)識(shi)別(bie)和定量樣本中的(de)small RNA種類和表達水平，進而分(fen)析它(ta)們(men)在(zai)細胞生(sheng)理和病(bing)理過程中的(de)功能和調(diao)控(kong)(kong)機制。
全轉錄組測序
全轉錄組(zu)測序指對(dui)特(te)定組(zu)織器官在某一(yi)狀(zhuang)態下(xia)產生的(de)所有RNA進(jin)行高通(tong)量測序，包括mRNA、lncRNA、small RNA和(he)circRNA。通(tong)過(guo)構(gou)建lncRNA文庫和(he)small RNA文庫測序，實現4種RNA的(de)單(dan)獨(du)分析和(he)ceRNA聯合分析，通(tong)過(guo)各類RNA的(de)深層次(ci)剖析，挖掘(jue)各種RNA在基因表達中的(de)復雜調控(kong)網絡，有助于(yu)全面解讀生物學調控(kong)現象。
全長轉錄組（有參/無參）
全長(chang)轉錄(lu)組測序（Iso-seq）指利用三代長(chang)讀長(chang)測序平臺(tai)，無(wu)需打斷和拼接(jie)，直接(jie)獲取包含5’UTR，3’UTR及(ji)Poly A尾的完(wan)整(zheng)轉錄(lu)本(ben)，克服(fu)無(wu)參(can)考基因(yin)(yin)組物(wu)種轉錄(lu)本(ben)拼接(jie)較(jiao)短(duan)、信息不完(wan)整(zheng)的難題，實現有參(can)考基因(yin)(yin)組物(wu)種可變(bian)剪(jian)切及(ji)融合基因(yin)(yin)等結構變(bian)異研(yan)究。
應用方向
【醫學領域】
- 胚胎發育調控：通過分析不同發育階段的胚胎樣本，揭示基因表達模式的時空變化，了解胚胎發育過程中的關鍵調控事件；
- 疾病生物標志物發現：通過比較健康人群與患者之間的轉錄組差異，識別潛在的疾病相關基因和非編碼RNA，為疾病的早期診斷和預后評估提供分子標志物；
- 疾病發生機制：分析疾病過程中基因表達的動態變化，揭示疾病發生的分子途徑和調控網絡，深入理解疾病的發生發展機制；
- 免疫應答機制：研究機體在感染、疫苗接種等情況下的免疫應答過程，揭示免疫細胞的激活、分化和效應機制，為疫苗設計和免疫治療提供理論基礎；
【農學領域】
- 生長發育調控：探究不同生長階段的基因表達模式，識別調控生長發育的關鍵基因和信號通路；
- 環境適應性：探究在不同環境脅迫（如干旱、鹽堿、低溫等）下的基因表達變化，闡明環境適應性和抗逆性的分子機理；
- 病蟲害抗性機制：分析植物在遭受病原菌侵染或害蟲攻擊時的轉錄組動態，鑒定抗病蟲害的關鍵基因及其調控網絡，為培育抗病蟲害新品種提供理論依據；
- 品質性狀形成和改良：研究影響作物產量、品質等重要性狀的基因表達調控網絡，為作物遺傳改良提供分子依據；
案例解析
標準品（上）和九(jiu)種腫瘤樣本（下）的融合轉錄組檢出情況(kuang)
Iso-Seq揭示長讀長測序在癌癥融合基因檢測中的優勢
基(ji)因(yin)融(rong)合(he)是多種(zhong)(zhong)(zhong)成(cheng)人(ren)和(he)兒科(ke)癌(ai)(ai)(ai)癥(zheng)的癌(ai)(ai)(ai)癥(zheng)驅動因(yin)素(su)。全長(chang)(chang)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)組(zu)測(ce)(ce)(ce)(ce)序在(zai)(zai)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)融(rong)合(he)基(ji)因(yin)方面(mian)具(ju)(ju)有(you)獨特的優勢，這對于癌(ai)(ai)(ai)癥(zheng)研究(jiu)尤為重(zhong)要。研究(jiu)選(xuan)取(qu)含16種(zhong)(zhong)(zhong)融(rong)合(he)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)本(ben)(ben)(ben)的標準品(pin)(pin)和(he)9種(zhong)(zhong)(zhong)癌(ai)(ai)(ai)細胞(bao)(bao)系（三(san)種(zhong)(zhong)(zhong)乳腺(xian)癌(ai)(ai)(ai)、前列腺(xian)癌(ai)(ai)(ai)、慢性骨(gu)髓性白血(xue)病、兩種(zhong)(zhong)(zhong)細胞(bao)(bao)淋巴瘤、小(xiao)細胞(bao)(bao)肺癌(ai)(ai)(ai)、和(he)尿路(lu)上皮膀胱(guang)癌(ai)(ai)(ai)）樣(yang)本(ben)(ben)(ben)，分別進行(xing)(xing)PacBio 串(chuan)(chuan)聯全長(chang)(chang)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)組(zu)和(he)二(er)代轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)組(zu)。在(zai)(zai)標準品(pin)(pin)的檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)中，16個(ge)融(rong)合(he)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)本(ben)(ben)(ben)在(zai)(zai)PacBio串(chuan)(chuan)聯Iso-Seq 的三(san)個(ge)重(zhong)復(fu)中均被(bei)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)到，但在(zai)(zai)基(ji)于 二(er)代測(ce)(ce)(ce)(ce)序的三(san)次重(zhong)復(fu)中，并非所有(you)融(rong)合(he)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)本(ben)(ben)(ben)都被(bei)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)到。在(zai)(zai)九種(zhong)(zhong)(zhong)真實腫瘤樣(yang)本(ben)(ben)(ben)的檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)中，使用PacBio 串(chuan)(chuan)聯Iso-Seq技術(shu)對每個(ge)細胞(bao)(bao)系進行(xing)(xing)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)，通過(guo)至(zhi)少兩種(zhong)(zhong)(zhong)長(chang)(chang)讀長(chang)(chang)融(rong)合(he)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)本(ben)(ben)(ben)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)工(gong)具(ju)(ju)，共(gong)鑒定出133個(ge)融(rong)合(he)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)本(ben)(ben)(ben)。相比之(zhi)下，使用二(er)代技術(shu)只(zhi)能識(shi)別到這些133個(ge)融(rong)合(he)轉(zhuan)(zhuan)錄(lu)本(ben)(ben)(ben)中的79個(ge)。該研究(jiu)凸顯(xian)(xian)了(le)長(chang)(chang)讀長(chang)(chang)測(ce)(ce)(ce)(ce)序技術(shu)在(zai)(zai)捕捉復(fu)雜(za)融(rong)合(he)事件方面(mian)的顯(xian)(xian)著(zhu)優勢。
參考文(wen)獻(xian)：Qin Q, Popic V, Yu H, et al. CTAT-LR-fusion: accurate fusion transcript identification from long and short read isoform sequencing at bulk or single cell resolution. bioRxiv, 2024.
