长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类长度超过200 nt、不编码蛋白质的RNA分子,广泛参与基因表达调控、表观遗传修饰、细胞分化、疾病发生等过程。lncRNA测序(lncRNA sequencing)通过高通量测序技术,结合生物信息学分析,全面鉴定样本中已知和未知的lncRNA,并解析其表达模式、靶基因调控网络及生物学功能。相比传统方法(如芯片、qPCR),lncRNA测序具有更高的灵敏度、分辨率和无偏检测能力,已成为生命科学研究的重要工具。
高通量与高灵敏度:一次测序可获得数百万条reads,检测低至单拷贝水平的lncRNA。
链特异性建库:保留转录本方向性,支持操纵子预测和反义转录本分析。
无需依赖已知信息:既可鉴定已知lncRNA(比对参考基因组),也可预测新lncRNA(基于转录本拼接和结构特征)。
多组学整合:支持与mRNA、miRNA、表观组联合分析,构建“lncRNA-靶基因-信号通路”调控网络。
样本起始量低:支持总RNA起始量低至1 μg。
数据质量高:Q30≥85%(Illumina平台),Q20>90%(Oxford Nanopore)。
分析深度广:覆盖lncRNA表达谱、靶基因预测、共表达网络、cis/trans调控、功能富集等。
定制化服务:提供从样本提取到数据分析的全流程解决方案,支持特殊样本类型(如外泌体、FFPE组织)
1、医学与临床研究
(1)疾病机制解析与标志物开发
案例:神经母细胞瘤中lncNB1调控肿瘤进展(Nature Communications 2022)技术:lncRNA-seq + ChIP + 裸鼠移植实验
成果:发现lncNB1通过结合核糖体蛋白RPL35调控DEPDC1B和E2F1表达,促进肿瘤增殖。
应用:癌症早筛:血液/体液中异常表达的lncRNA作为肿瘤标志物(如miR-342-3p与心脏修复相关)。
预后预测:lncRNA表达谱与患者生存率相关(如神经母细胞瘤中lncNB1高表达提示较差预后)。
(2)治疗靶点与药物开发
案例:前列腺癌中lncRNA PCA3的靶向治疗(Cancer Research 2021)技术:lncRNA-seq + 小干扰RNA(siRNA)
成果:PCA3抑制雄激素受体信号通路,成为新型治疗靶点。
应用:靶向治疗:设计lncRNA mimic/inhibitor调控关键通路(如MAPK/ERK通路)。
药物筛选:基于lncRNA表达谱筛选小分子药物(如抑制剂或激动剂)。
2、农业与生物技术
(1)作物抗逆性研究
案例:水稻种子发育中lncRNA功能解析(Plant Physiology 2023)技术:lncRNA-seq + mRNA-seq联合分析
成果:鉴定差异lncRNA靶基因富集于细胞代谢和发育相关通路,揭示其调控种子发育的机制。
应用:抗逆育种:筛选耐盐碱、抗旱作物品种。
基因编辑:通过CRISPR/Cas9调控关键lncRNA表达。
(2)畜禽养殖优化
案例:藏羊繁殖力相关lncRNA挖掘(青海省科技厅项目 2024)技术:lncRNA-seq + circRNA-seq联合分析
成果:鉴定210个差异lncRNA,揭示FecB基因SNP与多羔性状的关联。
应用:性状改良:提升肉质、产奶量等经济性状。
疾病防控:解析病原体感染相关的lncRNA响应机制。
3、基础科学研究
(1)生长发育调控
案例:果蝇胚胎发育中lncRNA调控(Developmental Biology 2020)技术:胚胎lncRNA测序
成果:发现lncRNA-14调控细胞凋亡与器官形成。
应用:模式生物研究:解析lncRNA在胚胎发育、性别决定中的作用。
进化分析:比较不同物种lncRNA保守性(如哺乳动物vs昆虫)。
(2)表观遗传学
案例:X染色体失活中Xist lncRNA的作用(Cell 2021)技术:lncRNA-seq + smFISH成像
成果:揭示Xist通过招募PRC2复合物实现染色质沉默。
应用:基因沉默机制:研究lncRNA介导的DNA甲基化、组蛋白修饰。
非编码RNA功能:解析siRNA、piRNA等非编码RNA的调控网络。
4、工业与环境研究
(1)工业微生物优化
案例:乳酸菌发酵过程中lncRNA调控代谢(Lactobacillus bulgaricus)技术:发酵液lncRNA测序
成果:发现lncRNA-23b调控乳酸合成通路。
应用:产酶能力提升:优化碳源利用效率(如淀粉降解酶)。
菌株改造:定向敲除/过表达关键lncRNA。
(2)环境微生物研究
案例:深海微生物降解有机质的lncRNA调控(Microbiome 2024)技术:宏转录组+lncRNA测序
成果:揭示lncRNA-124靶向脂肪酸氧化酶。
应用:生物修复:筛选污染物降解菌株的lncRNA响应机制。
极端环境适应:解析嗜热、嗜盐微生物的lncRNA调控网络。