真核有参转录组测序(Eukaryotic Reference-based Transcriptome Sequencing)是一种针对已有参考基因组的真核生物,通过高通量测序技术全面解析特定组织或细胞在特定状态下mRNA表达谱的技术。该技术能够检测基因表达水平、差异表达基因、可变剪切、基因融合、新转录本、SNP/InDel等,为基因功能研究和调控机制解析提供关键数据支持。
(1)高通量与高灵敏度
高通量测序:基于Illumina、PacBio等平台,单次实验可覆盖数百万级reads,实现全基因组范围的转录本分析。
低起始量要求:部分服务商支持RNA起始量低至0.4 μg,兼容FFPE样本、血浆、外泌体等特殊样本。
链特异性文库:采用dUTP或链特异性建库方法,精准区分转录本方向性,提升定量准确性。
(2)全面性与无偏性
无探针依赖:无需预设探针,可发现稀有转录本、新剪接异构体及未注释基因。
多维度分析:支持基因表达定量、差异分析、功能富集(GO/KEGG)、可变剪切、基因融合、SNP/InDel、新转录本预测等。
(3)技术流程标准化
标准化流程:样本处理:兼容组织、细胞、FFPE等样本,RNA质量要求RIN ≥7.0,浓度≥50 ng/μl。
文库构建:polyA捕获或rRNA去除法提取mRNA,链特异性建库。
测序与质控:Illumina PE150/PE100测序,Q30≥85%,数据稳定性高。
数据分析:基于参考基因组比对,结合多算法(如Hisat2、StringTie)解析表达谱。
1、基础研究
(1)生长发育机制
案例:小鼠胚胎发育研究中,通过转录组测序揭示hair细胞与non-hair细胞分化路径(Nature 2025)。
应用:解析时空特异性基因表达图谱,构建发育轨迹模型。
(2)胁迫响应
案例:拟南芥根部snRNA-seq揭示干旱胁迫下的代谢重编程(Plant Cell 2025)。
应用:研究植物对盐碱、干旱等逆境的适应机制。
(3)基因结构与功能
案例:水稻抗病基因NLR的可变剪切分析,发现新剪接异构体增强抗病性(Genome Research 2025)。
应用:发现新转录本、基因融合事件,完善基因注释。
2、 临床医学
(1)疾病机制研究
案例:研究发现DDX46通过抑制干扰素转录本翻译调控抗病毒免疫(Nat Immunol 2017)。
应用:解析肿瘤、炎症、神经退行性疾病中的关键基因和信号通路。
(2)生物标志物开发
案例:三阴性乳腺癌(TNBC)研究中,鉴定LncRNA HOTAIR作为预后标志物(STTT 2024)。
应用:筛选疾病早期诊断标志物,指导个性化治疗。
(3)药物靶点筛选
案例:研究发现肺癌靶向药物EGFR突变与耐药性关联(Cell Stem Cell 2020)。
应用:评估药物对基因表达的影响,加速靶点验证。
3、农业与育种
(1)作物性状改良
案例:番茄转录组分析揭示SUN基因调控果实形态,指导高产育种(Nature 2025)。
应用:解析抗病、抗逆、高产性状相关基因,优化品种选育。
(2)经济动物研究
案例:猪脂肪沉积相关基因FABP4的表达调控机制(J Anim Sci 2024)。
应用:提升肉质、产奶量等经济性状。
4、多组学整合
(1)转录组+表观组
案例:研究可以结合乳酸化修饰与转录组数据,揭示代谢重编程驱动肝癌转移(Nat Metab 2025)。
应用:解析表观遗传与转录调控的协同作用。
(2)转录组+蛋白质组
案例:研究联合转录组与蛋白质组分析,发现癌症中失调的翻译后修饰(Mol Cell 2024)。
应用:验证转录后调控机制,挖掘关键功能蛋白。