新闻中心
gen：展望ngs的下一个突破点，rna-seq和线粒体测序上榜
文章来源：生物探索
作者：转发
发布时间：2017-06-06 13:23
导读：近年来，尽管ngs取得了诸多进步，但依然存在一些重大的挑战。日前，牛津大学举办的“ngs七周年大会”聚焦了ngs面临的挑战，这次会议阐述了ngs领域最令人生畏的障碍，同时也阐述了跨越这些障碍的技术。
如今ngs已能够快速经济地阅读数亿个reads，所及之处远超越基因组学（如rna测序使转录组学发生革命性变化）。尽管ngs取得了诸多进步，但依然存在一些重大的挑战。日前，牛津大学举办的“ngs七周年大会”聚焦了ngs面临的挑战，此次会议阐述了ngs领域最令人生畏的障碍，同时也阐述了跨越这些障碍的技术。
本次会议中提及的ngs的新突破点包括毒性、rna-seq文库及可变剪接图谱中的多余转录组的去除以及线粒体dna测序。如今ngs在线粒体dna测序领域取得了一定的进展，线粒体在疾病发展中的作用逐渐被认识，然而这些细胞器中的dna测序十分复杂，因为线粒体具有相当大的遗传复杂性和异质性。ngs的另一个突破点为肿瘤异质性分析，长期以来肿瘤分析都被异质性困扰着，但幸运的是，异质性肿瘤样本可通过排序程序将病变细胞从总群体中分离出来，且这些细胞群更适合测序。
消除毒性转录组（toxic transcripts）
创建高特性的rna-seq文库仍面临着长期的挑战，nugen technologies技术总监 luke sherlin博士说，“减少不必要转录组如rrna、球蛋白以及其他管家类的转录组，同时保持总rna群中的必要转录组十分有必要。” nugen technologies公司开发了新技术来实现这个目标，他们在rna-seq文库构建的过程中，利用inda-c（insert-dependent adaptor cleavage ）方法（使用特定的酶）来消除文库中多余的转录组序列，这种方法与杂交捕获方法形成对比。“inda-c是一种灵活的方法，容易应用于各种不同的物种如人类、小鼠、大鼠、果蝇和拟南芥等”，sherlin说，“inda-c技术是一种相对较新的方法，可提供一种独特的方式来构造任何物种的无偏差的rna-seq文库，且定制步骤方便简单。”
可变剪接和rna-seq数据库
rna-seq技术还提供了一个宝贵的工具来破译转录组的可变剪接。有些基因的一个mrna前体通过不同的剪接方式（选择不同的剪接位点）产生不同的mrna剪接异构体，这一过程称为可变剪接(或选择性剪接， alternative splicing) 。可变剪接是调节基因表达和产生蛋白质组多样性的重要机制， 是导致真核生物基因和蛋白质数量较大差异的重要原因。
霍普金斯大学医学院遗传医学研究所liliana florea教授表示，“人类基因组计划10年前创建了剪接变异初始图谱，但该图谱仍不完整，仍欠缺包含所有可变剪接的存储库。每个剪接变异体的编目带来的挑战是令人畏惧的，但rna-seq技术可深入分析细胞和组织的转录组，提供一种可详细描述可变剪接的技术手段。但rna-seq仍然很难准确拼凑长异构体所产生的小片段。
florea教授报告称，她和她的同事们决定开发适用于rna-seq数据的计算机系统，“我们决定开发其他程序无法达到的算法来确定二次变异。”使用这种工具，她希望能够明确可变剪接是如何发生以及如何随细胞类型发生变化。该研究团队曾利用illumina公司的body map dataset建立每个组织的可变剪接的综合目录，该目录囊括了16个组织的25亿个序列，被用于不同组织的比较。然而这种比较是一个艰巨的任务，为了保持比较的精度，研究人员依赖于内部软件套件splicebox，该研究小组发现，超过60%的发现是新的，包括新的外显子、新的内含子等。
“这种方法可对现有的变异注释数据库进行补充，还可为可变剪辑的进化和发展提供新的见解”， florea教授强调，“但更多的rna-seq分析需要进一步评估，我们希望更多的实际应用，包括临床测序、基本分子生物学、癌症研究、甚至包括植物基因组学。”
线粒体dna测序
线粒体，这些神奇的细胞体，不仅产生atp供应能量，还与人体罹患癌症、心脏病和糖尿病的风险有关。西奈山医院肿瘤学教授ravi sachidanadam博士引领的研究证实了这些观点。sachidanadam教授表示，“真核细胞有两个基因组——核dna（ndna）和线粒体dna（mtdna），虽然线粒体的活性取决于上千个蛋白质，这些蛋白主要由核dna编码，但由线粒体dna编码的蛋白（大约13个以上）也扮演了关键的角色。”
上一篇：