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基因表达调控 非编码RNA lncRNA测序

lncRNA测序 生信分析 技术参数 案例解读 常见问题 留言咨询

       生物体内存在着大量的非编码RNA,研究表明它们具有重要的调控功能,其中lncRNA作为非编码RNA的明星分子迅速成为了研究的热点。lncRNA是一类长度大于200 nt的非编码RNA,广泛存在于各种生物体内,能够在表观遗传、转录以及转录后等多种水平上对生命活动进行关键性的调控。lncRNA测序是通过高通量测序技术及生物信息学方法在整体水平上揭示样品中lncRNA及mRNA的全面信息的研究方法。


适用范围

(1)医学癌症肿瘤诊断(人、小鼠)

       lncRNA在人类疾病的发生发展过程中扮演着重要的角色,通过lncRNA测序对癌症样品的lncRNA及mRNA相关信息进行深入挖掘,同时结合miRNA测序,进行三者的关联分析。对于阐明疾病发生机制,进一步应用于临床诊断和药物研发等领域具有重要的参考价值。

(2)农学应用

       lncRNA是一类非常重要的转录调控因子,对农作物,水产动物及林业植物等的lncRNA进行深入研究能够帮助我们更好地解决这些生物的生长发育,产量品质,抗病机制及遗传育种等问题。


技术优势

       采用去rRNA建库,能够分析更为全面的lncRNA,同时可以分析其中包含的mRNA信息。

       可以将lncRNA与mRNA关联分析,挖掘lncRNA可能的功能信息


 组织样品

       1.动物组织:>2g;

       2.植物组织:>4g;

       3.细胞培养:>1*107个;

       4.血液样品:≥2ml。

 RNA样品

       1. 请提供浓度≥100ng/μL,总量≥4μg的RNA(单次建库用量为2μg);

       2. OD260/280介于1.8~2.2之间,OD260/230≥2.0,RIN≥6.5,28S:18S≥1.0,确保RNA无降解;

cDNA样品

       1.样品需求量(单次):建议送样量≥2μg,对于总量≥500ng的样本可以采用风险建库

       2.样品浓度:最低10ng/μL

       3.样品纯度:OD260/280=1.80-2.00,RIN≥6.5

建库测序

       建库:去除rRNA链特异性建库

       测序策略:Illumina PE测序(150×2)

       测序数据量:10G clean data

案例一

       在两侧对称动物中,lncRNA作为重要的发育调控因子,可能与脊椎动物复杂的形态有关。本研究针对堡焦海绵Amphimedon queenslandica的lncRNA进行全面分析,比较多个发育阶段的RNA-seq数据,最终识别到2,935个lncRNA。包括intronic overlapping lncRNAs, exonic antisense overlapping lncRNAs, long intergenicnonprotein coding RNAs,以及small RNA前体。虽然大部分的海绵lncRNA不保守,但是研究发现,一些lncRNA在海绵中具有保守结构。这部分lncRNA可能是多细胞动物基因组中一个古老的特征。

                                                图1. A. 根据基因组位置对lncRNA进行分类

                                                       B. lncRNA与编码蛋白基因动态表达变化

                                                       C. lncRNA保守性分析


案例二

        此研究从肿瘤、正常组织、细胞系(27种组织/细胞系)得到了7256个RNA-seq文库数据,共计43Tb的数据,根据这些数据从基因组水平展示lncRNA的表达。将已有数据全部重新组装,得到91013个基因,其中68%(58648)属于lncRNAs。对lncRNAs序列保守性进行分析(图1),结果表明1%(597)的lncRNA拥有保守结构。同时研究与癌症相关的lncRNA差异表达(图2),前列腺癌特异的lncRNA PCA3以及 SChLAP1具有显著的癌症特异性marker的特征。 

 

图1. lncRNAs序列的保守性分析

图2.与癌症相关的lncRNAs差异表达分析

 

参考文献

[1]Iyer M K, Niknafs Y S, Rohit M,et al. The landscape of long noncoding RNAs in the human transcriptome.[J]. Nature Genetics, 2015, 47(3):199-208.

[2]Gaiti F, Fernandezvalverde S L, Nakanishi N, et al. Dynamic and Widespread lncRNA Expression in a Sponge and the Origin of Animal Complexity.[J].Molecular Biology & Evolution, 2015, 32(9):2367-82.


(1)为什么lncRNA要测链特异性文库?

        测序过程中保存了RNA方向信息,一方面可以使基因表达定量更为准确;另一方面能够准确区分转录本来自于基因组的哪条链,可以更好地鉴定antisense lncRNA。 


(2)RNA测序与芯片方法对比有哪些优势?

        与芯片方法相比可以增加novel lncRNA的预测;另外还可选择特异富集的lncRNA。


(3)共表达分析需要多少样本?

        最少6个(不包含生物学重复),如果想要准确度高的话最少15个(可包含生物学重复)。

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