凌恩生物美文分享|轉(zhuǎn)錄組研究利器——三代全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序(Iso-Seq)

近年來(lái),隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)錄組測(cè)序已經(jīng)成為研究基因表達(dá)調(diào)控的主要手段。我們知道,很多物種的轉(zhuǎn)錄本非常多樣和復(fù)雜,絕大多數(shù)真核生物基因不符合“一基因一轉(zhuǎn)錄本”的模式,這些基因往往存在多種剪切形式。通過(guò)二代測(cè)序,可以很準(zhǔn)確地進(jìn)行基因的表達(dá)及定量的研究,但是由于讀長(zhǎng)的限制,不能得到全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄本的信息。因此,基于三代測(cè)序平臺(tái)的全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組成為新的研究熱潮。
全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組(Full-length transcriptome)是基于PacBio和Nanopore三代測(cè)序平臺(tái),無(wú)需打斷拼接,直接獲得包含5’UTR、3’UTR、polyA尾的mRNA全長(zhǎng)序列及完整結(jié)構(gòu)信息,從而準(zhǔn)確分析有參考基因組物種可變剪接及融合基因等結(jié)構(gòu)信息,克服無(wú)參考基因組物種轉(zhuǎn)錄本拼接較短、信息不完整的難題。同時(shí)還可以借助二代測(cè)序數(shù)據(jù),進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本特異性表達(dá)分析,獲得更加全面的注釋信息。

全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序原理
實(shí)驗(yàn)流程
ShiYanLiuChen

CCS測(cè)序(滾環(huán)測(cè)序)
GunHuanCeXu
全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組采用單分子實(shí)時(shí)測(cè)序技術(shù),通過(guò)構(gòu)建啞鈴型文庫(kù),以環(huán)形方式循環(huán)測(cè)序。測(cè)序時(shí),短片段文庫(kù)更容易落入零模波導(dǎo)孔(ZMWs)。

Polymerase read:?三代測(cè)序直接讀取的序列,包含接頭和插入片段;
Subreads:?將Polymerase read接頭去除,插入片段每測(cè)一次,生成一條subread;
CCS read:?來(lái)源于同一條Polymerase read的subreads?(至少兩條)生成的一致性序列。
全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄項(xiàng)目設(shè)計(jì)
針對(duì)有參考基因組的物種,全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組信息可以糾正基因組的錯(cuò)誤組裝、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)新的轉(zhuǎn)錄本和基因、分析基因融合事件等。
針對(duì)參考基因組不完善的物種,全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組可優(yōu)化基因結(jié)構(gòu),輔助基因組組裝和注釋,提高基因表達(dá)量準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)利用率。
針對(duì)無(wú)參考基因組的物種,通過(guò)三代全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序來(lái)構(gòu)建物種Unigene庫(kù),無(wú)需進(jìn)行序列組裝,就可以獲得該物種轉(zhuǎn)錄組水平的參考序列(轉(zhuǎn)錄組水平的參考基因組),為后續(xù)研究提供很好的遺傳信息基礎(chǔ)。
轉(zhuǎn)錄組具有時(shí)空特異性,根據(jù)研究目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),如下:


建議2+3代轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)同時(shí)使用,保證結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性、序列完整性及序列表達(dá)量準(zhǔn)確性,達(dá)到數(shù)據(jù)的最優(yōu)利用效果以及性價(jià)比最高。針對(duì)不同要求及目的,對(duì)于大部分物種來(lái)說(shuō)推薦測(cè)序數(shù)據(jù)量8-12G,研究低表達(dá)基因、可變剪切事件、多倍體或者基因數(shù)目較多的物種,需適量增加數(shù)據(jù)量。
全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組分析流程
獲得原始測(cè)序序列(Sequenced Reads)后,通過(guò)如下流程進(jìn)行生物信息分析:

凌恩生物全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序優(yōu)勢(shì)
無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本拼接,能夠直接獲得全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄本序列,從而更真實(shí)的反映測(cè)序物種的轉(zhuǎn)錄組信息;
能夠檢測(cè)多種可變剪切形式,發(fā)現(xiàn)更多的剪接位點(diǎn)和可變剪切事件;
能夠發(fā)現(xiàn)新的功能基因,補(bǔ)充基因組注釋;
有助于融合基因、同源基因、超家族基因或等位基因的精確分析;
專業(yè)的生信分析團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。
送樣要求
RNA樣品總量要求
一般總RNA>5 ug/文庫(kù),總量>15 ug(3個(gè)文庫(kù)),濃度≧250ng/ul。
RNA樣品質(zhì)量要求
OD260/280≧1.8,OD260/230≧1.0,260nm處有正常峰值;總RNA的RIN值≧8.0,28S/18S≧1.3。
避免cDNA損傷
采用安全染料,避免EB和紫外照射對(duì)cDNA造成損傷。
?總之,三代全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組對(duì)于有參物種和無(wú)參物種均適用,獲得更多的轉(zhuǎn)錄調(diào)控事件,從而更真實(shí)的反映測(cè)序物種的轉(zhuǎn)錄組信息。
目前,全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序研究基因結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為發(fā)文章的趨勢(shì),研究物種包括高粱、玉米、擬南芥、雞、人和小鼠、毛竹、棉花等。凌恩生物提供專業(yè)的全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及分析服務(wù),助力您的研究!

用心做好測(cè)序,交托每一分成果