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专业背景：计算机科学研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

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高通量转录组分析（RNAseq）

2011-06-08 18:01:06| 分类：生物信息学 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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详细资料：http://en.wikipedia.org/wiki/RNA-Seq
两个图片：
图片1：RNA-Seq mapping of short reads in exon-exon junctions.

图片2：RNA-Seq mapping of short reads over exon-exon junctions, depending on where each end maps to, it could be defined a Trans or a Cis event.

转录组（transcriptom）广义上指某一生理条件下，细胞内所有转录产物的集合；狭义上指所有mRNA的集合。蛋白质是行使细胞功能的主要承担者，蛋白质组是细胞功能和状态的最直接描述，而由于目前蛋白质实验技术的限制，转录组成为研究基因表达的主要手段。转录组是连接基因组遗传信息与生物功能的蛋白质组的必然纽带，转录水平的调控是目前研究最多的，也是生物体最重要的调控方式。

转录组即特定细胞在某一功能状态下所能转录出来的所有RNA的总和，包括mRNA和非编码RNA。
RNA-Seq是最近发展起来的利用深度测序技术进行转录分析的方法，这种技术已经改变了我们对真核转录认识的程度和复杂性，与其他技术相比，RNA-Seq能更准确的测量转录水平。RNA-seq技术可以对全转录组进行系统的研究。目前已被广泛的应用于功能基因组、癌症与其它复杂疾病、农业资源和微生物学等研究领域。转录组研究是基因功能及结构研究的基础和出发点，通过新一代高通量测序，能够全面快速地获得某一物种特定组织或器官在某一状态下的几乎所有转录本及基因序列，已广泛应用于基础研究
、临床诊断和药物研发等领域。

应用领域：
1. 非编码区域功能研究：Non-coding RNA研究、microRNA前体研究等
2. 转录本结构研究：UTR鉴定、Intron边界鉴定、可变剪切研究、Start codon鉴定等
3. 基因转录水平研究
4. 全新转录区域研究
5. 无参考基因组的大规模功能基因的发掘(de novo transcriptome analysis);

基于 Illumina 高通量测序平台的转录组测序技术使能够在单核苷酸水平对任意物种的整体转录活动进行检测，在分析转录本的结构和表达水平的同时，还能发现未知转录本和稀有转录本，精确地识别可变剪切位点以及cSNP（编码序列单核苷酸多态性），提供最全面的转录组信息。相对于传统的芯片杂交平台，转录组测序无需预先针对已知序列设计探针，即可对任意物种的整体转录活动进行检测，提供更精确的数字化信号，更高的检测通量以及更广泛的检测范围，是目前深入研究转录组复杂性的强大工具。

Science：深度测序带来人类转录组“空前”全貌

作者：时间：2008-07-10 10:11:13 来源: 生物谷浏览次数 213次浏览评论

德国科学家最近利用下一代测序技术和分析方法，得到了对于人类转录组（transcriptome）的崭新认识。相关论文7月3日在线发表于《科学》杂志。

到目前为止，人类转录组的功能复杂性尚未完全阐明。在最新研究中，通过对源自人类两大细胞系——胚肾和B细胞系的转录子（本）进行“鸟枪法测序 ”（shotgun sequencing，一种随机且高通量的序列测定方法），德国马普分子遗传学研究所和Genomatix测序软件公司的科学家揭示出人类转录组前所未有的复杂性和可变性。

他们发现，50%的转录子对应于特定的基因组域，其中有80%吻合已知的外显子（exon）。多聚腺苷酸化的转录组（polyadenylated transcriptome）的66%对应于已知基因，其余的34%则对应在未标注的基因组域中。很明显，还有大量的新基因候选活跃在被研究的细胞系中。而根据已知的转录子，研究人员发现，RNA测序可以比微阵列多探测到25%的基因。

此外，研究人员还进行了一项关于信使RNA剪接（mRNA splicing）的全局研究。他们共确定出94241个剪接位点，其中有4096个是全新的。该研究还表明外显子跳跃（exon skipping）是选择性剪接（alternative splicing）的一种普遍形式。关于这两项研究的相关数据可以从http://www.genomatix.de/MPI.html开放获取。

领导该项研究的马普分子遗传学研究所Marie-Laure Yaspo博士说，“深度测序（deep sequencing）让我们首次直接探索人类转录组的复杂性和动力学成为可能。而此次的细胞内和细胞间选择性剪接的对比研究，以及对基因表达的同步分析是此前从未进行过的。新的研究结果将导致远超出现有程度的全新哺乳动物基因组注释图。此外，一个越来越明显的情况就是，目前可用的方法只能带来哺乳动物细胞的部分表达图谱，尤其是当考虑到基因调控分析时。”

Genomatix公司的Martin Seifert博士也认为，“新研究的主要影响在于观察到复杂性和可变性的新维度。我们的分析清楚地表明，转录是一个高度动态和可变的过程。”

原始出处：

Science，DOI: 10.1126/science.1160342，Marc Sultan, Martin Seifert, Marie-Laure Yaspo

A Global View of Gene Activity and Alternative Splicing by Deep Sequencing of the Human Transcriptome

Marc Sultan ¹, Marcel H. Schulz ², Hugues Richard ³, Alon Magen ¹, Andreas Klingenhoff ⁴, Matthias Scherf ⁴, Martin Seifert ⁴, Tatjana Borodina ¹, Aleksey Soldatov ¹, Dmitri Parkhomchuk ¹, Dominic Schmidt ¹, Sean O’Keeffe ³, Stefan Haas ³, Martin Vingron ³, Hans Lehrach ¹, Marie-Laure Yaspo ¹^*

¹ Department of Vertebrate Genomics, Max Planck Institute for Molecular Genetics, Ihnestr. 73, 14195 Berlin, Germany.
² Department of Computational Molecular Biology, Max Planck Institute for Molecular Genetics, Ihnestr. 73, 14195 Berlin, Germany.; International Max Planck Research School for Computational Biology and Scientific Computing.
³ Department of Computational Molecular Biology, Max Planck Institute for Molecular Genetics, Ihnestr. 73, 14195 Berlin, Germany.
⁴ Genomatix Software Gmbh, Bayerstr. 85a, 80335 Munich, Germany.

^* To whom correspondence should be addressed.
Marie-Laure Yaspo , E-mail: yaspo@molgen.mpg.de

These authors contributed equally to this work.

The functional complexity of the human transcriptome is not yet fully elucidated. We report a high-throughput sequence of the human transcriptome from a human embryonic kidney and a B cell line. Shotgun sequencing of transcripts was used to generate randomly distributed reads. Of these, 50% mapped to unique genomic location, of which 80% corresponded to known exons. We found that 66% of the polyadenylated transcriptome mapped to known genes and 34% to non-annotated genomic regions. Based on known transcripts, RNAseq can detect 25% more genes than microarrays. A global survey of mRNA splicing events identified 94,241 splice junctions, of which 4,096 are novel, and showed that exon skipping is the most prevalent form of alternative splicing.

参考资料：http://www.genomics.cn/s_p.php?id=130
参考资料：http://www.ebiotrade.com/newsf/2009-9/200991592609650.htm

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