产品介绍
转录组(Transcriptome)是指细胞内所有转录产物的集合,包括mRNA、non-coding RNA等。转录组具有时空特异性,通过转录组能够从转录水平研究基因功能以及基因结构,揭示特定生物学以及疾病发生过程中的分子机理。 转录组测序(RNA-seq)是利用高通量测序获取转录组中mRNA的信息,通过分析基因表达量以及结构的变化,挖掘致病机制,阐明发病机理,指导用药以及药物研发。
应用方向
癌症研究
转录组测序在癌症研究中发挥重要作用,借助转录组测序不仅可以获知癌症发生过程中基因表达模式的改变和癌症相关信号通路的变化,还可以鉴定单核苷酸突变、选择性剪切和融合基因等结构方面的改变,综合研究癌症的发病机制,促进癌症的诊断以及药物研发。
其它疾病研究
研究表明,疾病的发生以及治疗伴随基因表达模式的改变,通过比较病变和正常组织以及用药前后组织的转录组信息,可以全面掌握病变组织中或者药物导致的表达模式发生改变的基因。通过分析差异表达基因和相关代谢通路,为疾病机理研究奠定基础,为疾病诊断提供标记基因。
生长发育研究
转录组具有器官和时空特异性,不同发育时期的器官的基因表达模式不一样。通过转录组测序可以鉴定与生长发育相关的特异表达的基因,为细胞分化、胚胎发育、神经发育等研究提供理论知识,从而推进生长发育的研究。
技术参数
样本类型
RNA、血液、血清、血浆、组织、细胞、FFPE样本 (注:如需使用FFPE样本进行转录组测序请联系明码生物科技技术支持)
送样要求
样本类型 送样要求
冰冻新鲜组织 新鲜组织≥5mg,立即切成<0.5cm的碎块,浸没在5倍体积的RNAlater中,4°C过夜。-80°C保存,干冰运输。
FFPE组织 3~5张FFPE切片,4~5um,0.6mm3。请提供H&E染片。FFPE切片常温运输。
细胞 细胞量≥5×105,收集好的细胞离心后,PBS缓冲液洗两遍,立即在液氮中冷冻半小时。-80°C保存,干冰运输。
血液 总量≥0.5ml,抗凝管:柠檬酸钠管或EDTA管,不建议肝素抗凝管。-80°C保存,干冰运输。
血浆/血清 总量≥2.5ml,抗凝管:柠檬酸钠管或EDTA管,不建议肝素抗凝管。加入TRIZOL LS裂解血浆/血清,与样本比例为3:1。-80°C保存,干冰运输。
Total RNA RNA溶解于TE buffer中,总量≥1.1µg,浓度≥50ng/μL,体积≥10μL。RIN≥8.0
测序平台和数据量
测序平台:Illumina NovaSeq 6000或者Illumina HiSeq X10
测序模式:PE 150
测序数据量:差异表达需要≥6G;结构分析需要≥12G(注:结构分析包括SNP/Indel、可变剪切、融合基因分析)
服务周期
实验周期
1. 100个样本以内,15个自然日
2. 101-200个样本,20个自然日
3. 超过200个样本,询期
标准生物信息分析周期
1.20个样本以内,10个工作日(6G),15个工作日(12G)
2.50个样本以内,15个工作日(6G),20个工作日(12G)
3.100个样本以内,20个工作日(6G),25个工作日(12G)
4.超过100个样本,询期
实验流程
图1 转录组测序实验流程
生物信息分析流程
图2 生物信息分析流程
注:虚线框中的分析内容为高级分析
重要分析结果展示
图3 比较样本间差异表达基因的火山图
图4 GO富集图
(三个GO类别中最显著的10个GO term,不同的GO类别用不同的颜色表示, bar的长度代表其富集的显著性,越长代表其越显著)
图5 KEGG通路富集图
图6 融合基因图
(Top 20的融合基因在染色体的位置分布。最外一圈表示的是染色体编号。 线的两端表示发生融合的两个基因。红线表示的是在不同染色体之间发生 的融合基因,蓝线表示的是同一染色体内发生的融合基因)
图7 基因表达聚类分析
(x轴代表样本名称及聚类结果,y轴代表基因的表达情况, 颜色越趋向红色表示基因表达量越高)
经典案例解析
RNA-seq发现青年白血病患者特有的DUX4融合基因
研究人员对73位青年白血病(ALL)患者(54例B细胞ALL、18例T细胞ALL和1例未知来源ALL,均不携带费城染色体)的骨髓单核细胞进行RNA-seq,共发现26个融合基因,其中12个为新发现的融合基因。在淋巴B细胞ALL患者中,易发生融合的基因包括DUX4、XNF384和MEF2D(图8a)。其中,DUX4融合基因仅存在青年人群,而携带该融合基因的患者的无疾病生存期长于费城染色体患者(图8b-d)。研究表明,DUX4基因位于4号染色体长臂近端粒处的D4Z4重复区域,在青年ALL人群中,DUX4基因插入14号染色体上的IGH位点(图9a-c)。通过小鼠疾病模型,研究人员发现DUX4和IGH融合基因具有致癌活性,能够促进淋巴B细胞增殖,导致淋巴B细胞白血病的发生(图9d-e)。
图8 AYA-ALL人群的融合基因
图9 DUX4融合基因功能分析
参考文献
Yasuda T, Tsuzuki S, Kawazu M, et al. Recurrent DUX4 fusions in B cell acute lymphoblastic leukemia of adolescents and young adults[J]. Nature Genetics, 2016, 48(5):569-576.