RNA测序技术自诞生以来,在生物学领域发挥着重要作用,特别是转录组水平的差异基因表达和mRNA差异剪接研究。随着二代测序技术的进步,RNA-seq的应用领域不断拓展,包括单细胞基因表达、RNA翻译和RNA结构组等。结合新兴的三代长读长技术和计算分析工具,RNA-seq有助于我们更全面地理解RNA生物学,从转录本的转录到RNA折叠以及分子互作发挥功能等。

RNA-seq的基本分析流程包括文库构建、实验设计、计算分析等。文库构建过程中,需要考虑样本质量和计算问题。RNA-seq的广泛应用促进了对许多生物层面的理解,如mRNA剪接的复杂性、非编码RNA和增强子RNA调控基因表达的机制等。与基于基因芯片的技术相比,RNA-seq获得的信息更多、偏好性更小。

富集RNA 3'端标记与Tag RNA-seq及可变多聚腺苷酸分析研究

RNA-seq技术主要分为三种:short-read测序、long-read cDNA测序和long-read direct RNA-seq。每种方法都有其优缺点和适用场景。short-read测序是检测和定量转录组范围基因表达的最常见方式,具有成本较低、易于应用等优点。long-read cDNA测序和dRNA-seq技术可以解决short-read测序技术的一些限制,如转录异构体检测的准确率等。

RNA-seq方法的发展促进了低质量或降解了的RNA的分析,如从临床获得的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)存储的样本中的RNA。文库制备方法的优化方向是尽量降低RNA降解的影响。此外,RNA-seq实验设计对获取高质量和有生物意义的数据至关重要,需要考虑生物重复的数目、测序深度、采用单端还是双端测序等因素。

RNA-seq数据分析包括测序reads的比对和组装、定量转录本丰度、过滤和标准化、差异表达分析等阶段。每个阶段都有多种工具和方法可供选择,需要根据研究的特定生物学问题以及可用的计算资源进行选择。

除了bulk RNA-seq,单细胞测序和空间转录组学也在快速发展。单细胞测序可以揭示过去认为研究透彻的疾病中存在的未知细胞类型,而空间转录组学可以揭示实体组织中细胞间相互作用。这些方法将提高我们探究多细胞生物复杂性的能力,并且可能都需要与bulk RNA-seq方法结合使用。

RNA-seq还可以用于研究转录和翻译的过程和动态变化,如新生RNA分析、多聚核糖体图谱和Ribo-seq技术等。此外,RNA-seq可用于探究RNA与其他生物分子和生物过程的调控,如RNA-RNA相互作用(RRI)和RNA与蛋白质的互作等。

随着RNA-seq技术的不断发展和应用,我们可以更全面地了解RNA生物学,并为功能基因组的理解、研究发育以及引起癌症和其他疾病的分子失调提供有力支持。