转录组学基础——什么是RNA-seq

当进行转录组学数据分析时,会发现有两种数据。一种被称为芯片数据(Microarray data),另一种是下一代测序技术(NGS)得到的数据(eg,二代测序,三代测序)。

目录
1. Microarray: 芯片数据
2. NGS (Next Generation Sequencing)
3. RNA-Seq的应用

1. Microarray: 芯片数据

原理:基于分子杂交技术,主要是依靠印刷有荧光标记探针的基因芯片来实现。比如说基因组芯片,它高密度的集成了分辨率高达几bp~100bp的探针,通过与样品杂交荧光显色的办法来刻画转录组的信息。

  • 流程:1.标记mRNA或cDNA文库,2.与设计好的探针相杂交,3.洗脱,与探针有特异性结合的cDNA就保留了下来,4成像系统拍照捕捉信息;
  • 原始数据:由仪器对杂交结果照像生成的图片,保存格式为CEL格式;
  • 参考数据:基因芯片探针排布的信息,保存为CDF格式;
  • 优点:高度集成,易于应用,成本低
  • 缺点:
    1. 高度地依赖已知信息;
    2. 高背景噪音,非特异杂交会带来的无法分辨弱信号信号过饱和的问题;
    3. 在不同样品的比较当中,甚至在同一芯片内部,都存在杂交不均匀带来的各种问题,需要标准化等统计学方法来对结果校正;
    4. 不能对可变剪接进行分析

2. NGS (Next Generation Sequencing)

直接对cDNA进行测序。下一代测序(Next Generation Sequencing,NGS)又名高通量测序(High-Throughput Sequencing),是相对于传统的桑格测序(Sanger Sequencing)而言的。

  • 有参考基因组的测序流程:
  1. 从样品分离出mRNA;
  2. 反转录成cDNA, 片段化建库;
  3. 对文库进行测序;
  4. mapping到参考基因组上;
  • 无参考基因组测序:要对测序结果进行拼接
  • 高通量测序的主要平台代表有
    1. 罗氏公司(Roche)的454测序仪(Roch GS FLX sequencer)
    2. Illumina公司的Solexa基因组分析仪(Illumina Genome Analyzer)
    3. ABI的SOLiD测序仪(ABI SOLiD sequencer)
测序技术发展史
各种测序技术重点参数比较
  • 优点:
    1. 不仅得到表达量,还可以对可变剪接SNP进行研究;
    2. 背景噪音小,无信号过饱和问题;
    3. 数read的数目,所以精确度比基因芯片要高,且可重复性好;
    4. 无克隆步骤,所以对样品量的要求更低;
  • 缺点:
    1. 测序片段长度相对较小,对于较长的序列需要打碎成小片段建库;
    2. 高通量数据需要生信工具进行挖掘;
    3. 测序深度与花费的矛盾

3. RNA-Seq的应用

RNA-Seq即对转录组进行测序和分析。一般来说在研究所会委托公司测序得到数据自己进行后续的生信分析(质控,mapping,差异基因表达分析,SNV分析等)。RNA-Seq有着巨大的应用前景。

研究意义 作者:hoptop

  • 在不同背景下比较mRNA水平
    同一物种,不同组织:研究基因在不同部分的表达情况
    同一物种,同一组织:研究基因在不同处理下,不同条件下的表达变化
    同一组织,不同物种:研究基因的进化关系
    时间序列实验: 基因在不同时期的表达情况与发育的关系
  • 基因分类: 找到细胞特异,疾病相关,处理相关的基因表达模式,用于诊断疾病和预测等
  • 基因网络和通路: 基因在细胞活动中的功能,基因间的相互作用。

以下例子选自什么是RNA-Seq (RNA Sequencing)

  • 例1. 识别基因或者外显子的边界,一次RNA-Seq就可以明确大量的基因和外显子边界;
  • 例2. 扩展对转录复杂性的认识。对于人类而言,RNA剪接事件已经被确认的就有31618,还有更多有待我们去解,尤其是各类疾病成因的研究;比如它对低频度转录事件的发现,是研究生物噪音的一大利器。
  • 因为RNA-Seq是可以定量的,所以可以应用于系统生物学方面并起到重要作用。

参考资料

  1. bioconductor系列教程之一分析基因芯片上
  2. 什么是RNA-Seq (RNA Sequencing)
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,236评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,867评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,715评论 0 340
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,899评论 1 278
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,895评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,733评论 1 283
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,085评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,722评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 43,025评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,696评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,816评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,447评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,057评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,009评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,254评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,204评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,561评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容