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轉錄組（transcriptome）是指在某一特定的生理條件下，細胞、組織或生物體內所有轉錄產物的集合，即轉錄出來的所有RNA總和，包括編碼RNA（即mRNA）和非編碼RNA（如tRNA、rRNA、miRNA、lncRNA、circRNA）等多種不同類型的RNA分子。
轉錄組學（transcriptomics）是一門從整體水平上研究轉錄組基因表達和轉錄調控的學科，包括研究基因表達水平變化、轉錄本的種類、定位、注釋、可變剪接以及每個基因轉錄本在基因組中的結構和功能研究等。
相對于傳統的表達譜基因芯片技術，高通量RNA測序無須預先針對已知序列設計探針，即可對研究物種的整體轉錄組進行檢測，在分析轉錄本的結構和表達水平的同時，還能發現未知轉錄本和稀有轉錄本，精確地識別可變剪切位點，檢測融合基因, 發現新的長非編碼RNA（lncRNA）以及環狀RNA（circRNA），提供更為全面的轉錄組信息。
轉錄組學測序分類
目前常見的高通量測序在轉錄組學中的應用包括mRNA-seq、lncRNA-seq、small RNA-seq/ miRNA-seq、circRNA-seq等。
1.mRNA-seq
mRNA-seq可進行差異表達分析、推測mRNA結構、識別可變剪切位點以及cSNP（編碼序列單核苷酸多態性）、解析RNA編輯等。mRNA-seq的過程基本包括樣本RNA提取、建庫前的樣本質檢、文庫構建、文庫質控、上機測序、數據分析等。
圖1：mRNA-seq建庫流程圖
測序完成后，需要經過生物信息學分析將高通量測序數據包含的信息解讀出來，包括測序數據的質量控制、數據比對、轉錄本拼接及后續的個性化分析。
2. lncRNA-seq
lncRNA（長鏈非編碼RNA）是一類轉錄本長度超過200nt、不編碼蛋白質的RNA。lncRNA在表觀遺傳學調控、轉錄水平調控、轉錄后水平調控發揮著重要作用。高通量測序技術被廣泛用于lncRNA的鑒定、表達分析和功能預測。
大部分長鏈非編碼RNA與編碼RNA相似，具有5‘端帽子結構和3’端poly（A）尾巴，但同時也存在一定數目的長鏈非編碼RNA并不帶有poly（A）尾巴。所以構建lncRNA的測序文庫時，提取出的總RNA需用rRNA去除的方式來富集lncRNA。
圖2：rRNA去除原理（圖片來自international.neb.）
3. small RNA-seq/ miRNA-seq
小RNA（small RNA）主要包括miRNA、siRNA和piRNA，參與誘導基因沉默、細胞生長、發育、基因轉錄和翻譯等諸多生命活動的調控過程。通過高通量測序，可以發掘、鑒定和定量出任何物種全基因組水平的小RNA圖譜、挖掘新的miRNA分子、預測靶基因、鑒定樣品間差異表達分析。
小RNA測序建庫前也需要對RNA樣本進行質檢，質檢合格后可以選擇不同的方法建庫，常見的小RNA建庫流程是：3‘端加SR Adapter→反轉錄引物雜交→ 5’端加接頭→ 反轉錄→ PCR擴增→ PCR產物純化→ 文庫片段大小選擇→ 檢驗文庫的質量。與長鏈RNA的建庫流程不同，小RNA建庫無需片段化，先加通用接頭再合成cDNA，index通過PCR擴增完成。小RNA文庫的片段選擇建議使用聚丙烯酰胺凝膠或者Pippin Prep進行片段篩選。文庫構建完成質檢合格便可安排上機測序，傳統一般是用雙端PE50的策略。
圖3：small RNA-seq建庫流程圖（圖片來自questgenomics.）
4. circRNA-seq
環狀RNA（circRNA）分子呈封閉環狀結構，不受RNA外切酶影響，表達更穩定，不易降解。近幾年的研究表明，circRNA在生物的生長發育、對外界環境的抵御等方面具有重要的調控作用。circRNA可競爭性結合miRNA，發揮ceRNA的調控功能，調控基因表達。近年來還發現與疾病的發生和發展密切相關，在疾病診斷標記物等方向具有很大的應用前景。
circRNA的建庫方法采用去除rRNA，去除線性RNA的策略富集circRNA，并用鏈特異性建庫以區分circRNA來源與基因的正負鏈。
圖4：circRNA-seq建庫流程圖
結語
高通量測序技術應用于轉錄組學，給轉錄組學帶來了更全面、更準確、更低成本的數據，使得轉錄組學在臨床應用如疾病相關基因功能的研究或分子標志物的發現等方面能夠更進一步。轉錄組測序對于疾病發病機制研究，以及疾病的診斷、預后等發揮了重要作用。利用高通量測序技術，人們已成功實踐基因表達模式分析和融合基因的檢測，相信未來轉錄組測序會給人類帶來更多益處。
轉錄組測序建庫優選產品
Yeasen長期以來一直對高通量測序技術保持高度關注，公司現可提供illumina & MGI平臺高通量測序上游樣本文庫制備的完整產品線（包括對應的建庫模塊和原料酶）。同時可根據客戶需求定制化開放測序產品，致力于獲取更準確、更全面的測序信息。
產品名稱：Hieff NGS® MaxUp II Dual-mode mRNA Library Prep Kit
產品特點：
1）精簡步驟，節約建庫時間
2）溫和可控的mRNA段化條件
3）耐高溫的第四代逆轉錄酶
4）優異的文庫質量和測序質量
性能展示：鏈特異性文庫測序有超過98.5%的Reads比對到正義鏈。同時鏈特異性文庫的 Ambiguity reads更少，基因表達定量更準確。
產品列表：
建庫平臺 | 建庫試劑盒 | 產品編號 | 規格 |
Illumina平臺 | Hieff NGS® MaxUpTMⅡ Dual-mode mRNA Library Prep Kit for Illumina® | 12300ES24/96 | 24/96 T |
Hieff NGS® Dual-mode RNA Library Prep Kit for Illumina® | 12251ES08 /24/96 | 8/24/96 T | |
MGI平臺 | Hieff NGS® MaxUp II Dual-mode mRNA Library Prep Kit for MGI® | 13331ES16 /96 | 16/96T |
Hieff NGS® Dual-mode RNA Library Prep Kit for MGI® | 13332ES08 /16/96 | 8/16/96 T |
HB200312
