基于第二代测序技术的基因资源挖掘

转录组研究一直是生命科学研究的一个重要方向,在第二代测序技术问世以前,已经产生了一些行之有效的转录组研究方法,但这些方法存在一定的局限性。第二代测序技术的出现不仅使转录组研究很快进入了高速发展期,同时也为遗传资源的挖掘提供了一套全新的技术平台。本文简要介绍了第二代测序技术的化学原理和特性,重点阐述了利用第二代测序技术进行转录组测序,从而在此基础上挖掘遗传资源的研究。     

地中海富盐菌中非编码RNA的鉴定与分析

【目的】通过转录组高通量测序技术(即RNA-seq),结合生物信息学分析和分子生物学方法,在组学水平鉴定极端嗜盐菌中可能的非编码RNA(nc RNA)。【方法】将培养至对数中期的地中海富盐菌在不同盐浓度下处理30分钟,提取RNA,进行链特异的转录组测序和5′端区分的转录组测序,通过生物信息学分析在全基因组范围内鉴定nc RNA,预测其转录边界;然后通过Northern blot和环化RNA反转录聚合酶链式反应(CR-RT-PCR)对部分预测的nc RNA进行实验验证。【结果】比较两种RNA-seq技术在不同培养条件下的RNA测序结果和对转录单元的精细分析,共鉴定到105个高可信度的nc RNA,并发现4个在不同盐度下表达差异较大的nc RNA,通过Northern blot和CR-RT-PCR验证了inc RNA1436和inc RNA1903的表达情况、转录本、转录起始位点及终止位点等。【结论】首次在组学水平鉴定了地中海富盐菌中的nc RNA,不同盐浓度刺激下部分nc RNA的转录差异暗示其有可能参与地中海富盐菌对盐胁迫的适应,高可信度nc RNA的组学发现为今后全面开展嗜盐古菌nc RNA的功能机制研究提供了基础数据及重要的切入点。     

植物小分子RNA整合分析软件psRobot开发完成

植物小分子RNA,主要包括microRNA和小干扰RNA,在基因的转录和转录后调控过程中具有重要作用。第二代测序技术的逐渐成熟和广泛应用极大地推动了小分子RNA相关研究的发展,对不同组织和材料中的小分子RNA进行深度测序已成为研究小分子RNA的常规手段。因此,针对这些数据的生物信息学分析成为了研究者们面临的日益突出     

基于第二代测序技术的细菌基因组与转录组研究策略简介

随着基于第二代测序技术的细菌基因组与转录组研究越来越广泛,选择合适的研究策略变得越来越重要.就基于第二代测序技术的细菌基因组和转录组研究策略进行综述,并简要介绍细菌基因组和转录组研究中的机遇和挑战.综述细菌基因组与转录组研究的常规方法及步骤,并简要地介绍存在的问题.细菌基因组和转录组研究策略为大多数细菌的研究提供了一个...     

高通量转录组测序技术在植物雄性不育研究中的应用

植物雄性不育是指植物雄蕊发育受阻不能产生正常有功能花粉的现象。植物雄性不育不仅是生殖生理研究的宝贵材料,也是植物杂种优势利用的重要工具。由于高通量转录组测序技术几乎可以检测细胞内所有mRNA及非编码RNA的信息,已被广泛应用于生命科学研究的各项领域。在植物雄性不育相关研究中,高通量转录组测序技术在不同物种、不同败育类型中的应用已有报道,这为研究者在转录组水平综合了解植物雄性不育的分子机制及代谢网络提供了帮助。本文从测序文库构建策略、差异表达基因、非编码RNA的功能特征等方面综述了高通量转录组测序在植物雄性不育机理方面的研究进展,并探讨了转录组测序技术在花粉败育机制解析及育性相关基因定位中的应用价值,以期为植物雄性不育的相关研究提供参考。     

dRNA-seq原理及其在原核生物转录组学研究中的应用

第二代测序技术不仅推进了基因组学的研究, 而且也广泛应用到转录组学的研究中。原核生物转录组学的研究方法主要有Tiling芯片和RNA-seq, 后者因其较高的覆盖率和分辨率以及越来越低廉的成本而逐渐被更多的研究单位采用。根据对mRNA富集方法或rRNA去除方法的不同, 目前RNA-seq方法主要有6种, 其中dRNA-seq由于采用了5′单磷酸依赖的外切酶, 可以特异性地降解加工过的转录本, 从而使初始转录本得到富集, 已被广泛应用到原核生物转录起始位点、小的调控RNA、启动子及操纵子等研究中。文章对dRNA-seq的原理、技术流程及其在原核生物转录组学研究中的应用进行了综述, 并对这一研究方法在现阶段应用的优势和局限性进行了讨论, 也进一步对该方法在未来的发展和应用进行了展望, 期望为国内相关领域研究人员提供参考。     

高通量转录组测序技术及其在鳞翅目昆虫上的应用

转录组是指组织或者细胞在某一特定状态下转录出来的所有RNA的集合。高通量第2代测序技术使转录组学的研究模式发生了巨大的改变,所衍生出的转录组测序迅速成为研究非模式生物的先进技术。转录组测序能够在整体水平上探究细胞内基因表达的种类和数量,揭示在特定条件下机体生理生化发生过程以及其中的分子机理。本文简要阐述了转录组测序技术的基本概念、技术流程与原理,详细介绍了转录组测序在解决鳞翅目昆虫的分类、毒理、发育、与寄主互作以及非编码RNA调控等问题上做出的贡献,并对该技术现存的困难进行了系统的阐述并对其未来的发展趋势作出了简要的预测与剖析。     

基于机器学习的RNA编辑位点预测方法综述

RNA编辑是一个十分重要的生物细胞分子机制。作为转录后修饰的一步,它可以增加蛋白质组学多样性,改变转录产物的稳定性,调节基因表达等。RNA编辑失调会导致各种疾病,包括神经疾病和癌症。在动物中,腺苷到肌苷(A-to-I)的编辑是最普遍的。高通量测序技术的进步大大提高了在全局范围内检测和量化RNA编辑的能力,使得RNA编辑的大规模全基因组分析变得可行,产生了一系列基于高通量测序技术的RNA编辑位点预测方法。通过对这些方法进行介绍、总结和分析,为RNA编辑的进一步研究提供一些思路。     

嵌合RNA检测和验证技术

嵌合RNA(chimeric RNA)是由来自不同基因的外显子片段组成的融合转录本。传统的嵌合RNA检测方法有染色体核型分析、荧光原位杂交（FISH）等,但这些技术的特异性、灵敏性和准确性较差。随着测序技术的发展,二代测序技术展现出强大的数据处理能力,可以通过高通量序列分析来检测嵌合RNA,目前基于高通量测序的检测方法有FusionCatcher、SOAPfuse、EricScript等。目前较为常用的对检测到的嵌合RNA的验证方法有聚合酶链反应（PCR）、核糖核酸酶保护实验（RPA）、琼脂糖凝胶电泳、Sanger测序等。多种检测技术的开发使得越来越多的嵌合RNA被发现,但现有的检测技术各有优劣,主要体现于检测成本、假阳性率、检测时间等方面的差异。本文对嵌合RNA的检测方法、验证方法及各方法的优劣性进行阐述。     

昆虫RNA-Seq数据的分析流程

随着高通量RNA测序(RNA-Seq)技术的发展和测序成本迅速下降,RNA-Seq技术已经成为生物学研究的重要工具,为生物学家全面地了解和研究转录组提供了机遇。高通量测序具有读长短、存在一定比例的测序错误、数据量大等特点,因此RNA-Seq数据分析与基因组分析和传统的EST数据分析有所不同。本文通过介绍不同的测序平台、原始数据产生和低质量数据过滤的计算流程,对短序列比对、转录组拼接、功能注释、以及差异表达分析进行了研究和分析,最后对RNA-Seq在昆虫学研究中的应用进行了综述,并对RNA-Seq技术进行了总结和展望。     

利用siRNA高通量测序技术筛查蚊子体内携带的RNA病毒

昆虫可以利用小干扰RNA(siRNA)机制干扰体内RNA病毒的增殖,从而获得对该病毒的免疫能力。通过第二代测序技术对蚊子的小RNA进行高通量测序,再通过生物信息学方法寻找其中的RNA病毒序列,发现在我国云南地区的白纹伊蚊和致倦库蚊体内存在Marayo,Omsk hemorrhagic fever和Ilheus等RNA病毒的基因片段。至此建立了发现媒介昆虫体内携带病毒的一种新方法,可用于媒介昆虫携带RNA病毒的本底调查。     

从功能部件看小干扰RNA表达载体的发展

RNA干扰作为转录后基因沉默的有效途径,在基因调控、功能分析及疾病防治等领域发挥重要作用。小干扰RNA表达载体的诞生实现了RNA干扰技术持续、稳定和可控性应用,是实现基因沉默的理想选择。目前干扰性小RNA表达载体虽已发展到第二代,也开发出多种商品化的产品,但依然未能很好地解决其高效、安全、可控性方面的矛盾,发展陷入了瓶颈期。因此,从载体自身角度出发,通过系统分析其功能部件的特点,纵观小RNA载体的历史渊源、发展现状、存在问题和发展方向等问题,为干扰性小RNA表达载体的优化与选择提供相关理论指导。     

核糖体展示技术在非编码核酸研究中的应用

非编码RNA(non-coding RNA)是一类内源性的不具有蛋白质编码功能的RNA分子,在细胞的生长增殖、发育、核内运输,甚至在肿瘤的发生中发挥着重要的作用。核糖体展示技术(ribosome profiling)是多聚核糖体分离和深度测序技术(deep sequencing)相结合的新兴组学技术,可以精确地测定正在被翻译的转录本并具有组学广度。对非编码RNA研究而言,这既是一个新的高度又是一门新的技术。系统阐述了核糖体展示技术的实验原理、目前研究取得的进展,以及在非编码RNA调控机理中的应用。     

环状RNA及其在神经退行性疾病中的作用

随着高通量测序技术的出现,对转录组进一步的研究已经成为可能。新兴转录本环状RNA(circular RNA, circRNA)是一种无5’端帽子和3’端poly (A)尾结构的内源性共价环形非编码RNA分子。在过去的十年间,人们逐渐发现circRNA在基因表达过程中发挥重要作用,激发了人们的研究兴趣。此篇文章我们较为系统地整理了circRNA的一般特性、生物发生、作用机制,并重点阐述了circRNA在神经退行性疾病中的重要作用,这将有助于寻找疾病相关新的生物标志物,为进一步探究此类疾病的预防、诊断及治疗方案提供新思路。     

非编码RNA在流感病毒与宿主互作过程中的作用北大核心CSCD

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一类不具备蛋白质编码能力的RNA。随着转录组研究和新一代测序技术的发展,ncRNAs被证明能够调控包含病毒与宿主相互作用在内的诸多生命活动过程。流感病毒是严重威胁人类健康和畜牧业生产的重要病毒,其与宿主互作机制及互作过程中产生的病毒变异情况十分复杂。近年来研究表明,许多ncRNAs在流感病毒与宿主的相互作用过程中发挥重要作用。揭示这些ncRNAs在流感病毒感染、复制等过程中的功能,对于阐明流感病毒的致病机理具有重要意义,也为防控流感提供参考。因此,本文对在流感病毒感染中发挥重要调控作用的ncRNAs进行综述。     

非编码RNA在流感病毒与宿主互作过程中的作用

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一类不具备蛋白质编码能力的RNA。随着转录组研究和新一代测序技术的发展,ncRNAs被证明能够调控包含病毒与宿主相互作用在内的诸多生命活动过程。流感病毒是严重威胁人类健康和畜牧业生产的重要病毒,其与宿主互作机制及互作过程中产生的病毒变异情况十分复杂。近年来研究表明,许多ncRNAs在流感病毒与宿主的相互作用过程中发挥重要作用。揭示这些ncRNAs在流感病毒感染、复制等过程中的功能,对于阐明流感病毒的致病机理具有重要意义,也为防控流感提供参考。因此,本文对在流感病毒感染中发挥重要调控作用的ncRNAs进行综述。     

新一代测序技术的发展和应用

DNA测序技术是人类探索生命秘密的重要研究手段。自第一代的Sanger测序技术诞生以来,DNA测序技术经历了三代变革,产生了第二代到第四代测序技术,统称为新一代测序技术。目前,新一代测序技术的数据产出能力呈指数增长,而且这一技术本身也从依赖DNA聚合酶的生化反应转变为面向物理学中纳米技术的新领域。新一代测序对生命科学领域具有里程碑意义,引领了科学研究模式革新和研究思维的转变。科研人员可利用新一代测序技术对基因组、转录组和表观组等诸多领域展深入的研究。分析了新一代测序技术的特点,并对其未来的发展方向以及应用进行了展望。     

新一代高通量RNA测序数据的处理与分析

随着新一代高通量DNA测序技术的快速发展,RNA测序(RNA-seq)已成为基因表达和转录组分析新的重要手段．RNA-seq技术产生的海量数据为生物信息学带来了新的机遇和挑战．有效地对测序数据进行针对性的生物信息学处理和分析,成为RNA-seq技术能否在科学探索中发挥重大作用的关键．以新一代Illumina/Solexa测序平台所产生的数据为例,在扼要介绍高通量RNA-seq测序流程的基础上,对RNA-seq数据处理和分析的方法和现有软件做一个较为全面的综述,并对其中有待进一步研究的问题进行展望．     

动物snmRNA的系统识别与鉴定

小分子非编码RNA(snmRNA)在调控基因的转录和转录后加工、细胞分化和个体发育、遗传和表观遗传等几乎所有的重要生命活动中发挥关键作用。建立和发展snmRNA研究技术,系统地发现和注释基因组中的snmRNA基因并阐明其生物学意义是当前RNA组学的首要任务。围绕snmRNA的系统识别与鉴定等问题,该文对近年来采用实验技术和计算机预测方法发掘snmRNA所取得的主要研究成果进行综述。