转录组学调控实验

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-24  

本检测系统阐述了转录组学调控实验的核心技术体系。文章围绕检测项目、检测范围、检测方法与检测仪器设备四个维度展开,详细介绍了从RNA提取、文库构建到高通量测序与生物信息学分析的完整流程。内容涵盖了差异表达基因分析、可变剪切、融合基因、非编码RNA等关键检测目标,并对比了主流技术如RNA-seq、微阵列、qRT-PCR等的原理与应用。最后,列举了实验各环节所必需的关键仪器与设备,为深入理解转录组层面的基因表达调控研究提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

总RNA提取与质控:从细胞或组织中分离完整且无降解的总RNA,并通过电泳或生物分析仪评估其浓度、纯度与完整性(RIN值),是后续所有分析的基础。

mRNA富集或rRNA去除:通过oligo(dT)磁珠特异性捕获带poly(A)尾的mRNA,或使用探针去除占绝大多数的核糖体RNA(rRNA),以富集有信息量的转录本。

链特异性文库构建:在建库过程中保留转录本来源链的方向信息,能准确区分正义与反义转录本,对于研究反义RNA调控至关重要。

差异表达基因分析:通过比较不同样本(如处理组vs对照组)间基因表达水平,识别表达量发生显著上调或下调的基因,是发现关键调控因子的核心。

可变剪切事件分析:检测同一基因通过不同剪接方式产生多种mRNA异构体的现象,揭示转录后调控的复杂性。

基因融合检测:识别由染色体易位、缺失等结构变异导致的、来自两个不同基因的片段连接形成的融合转录本,常见于癌症研究。

新转录本发掘:基于测序数据从头组装转录本,鉴定未被现有基因组注释数据库收录的新基因、新外显子或非编码RNA区域。

非编码RNA表达谱分析:系统检测包括microRNA、lncRNA、circRNA等在内的各类非编码RNA的表达水平,研究其在调控网络中的作用。

等位基因特异性表达:分析来自父本和母本的两个等位基因在特定样本中表达水平的差异,揭示基因组印记、顺式调控变异等现象。

单细胞转录组测序:在单个细胞水平上分析其基因表达谱,揭示细胞异质性、鉴定稀有细胞类型并描绘细胞分化轨迹。

检测范围

蛋白质编码mRNA:覆盖所有可翻译成蛋白质的信使RNA,是研究基因功能与通路活性的主要对象。

长链非编码RNA:检测长度大于200个核苷酸且不编码蛋白质的RNA分子,其在染色质修饰、转录干扰等层面发挥重要调控作用。

环状RNA:检测共价闭合的环状RNA分子,通常作为miRNA海绵或与蛋白质相互作用参与基因表达调控。

微小RNA及小干扰RNA:覆盖约18-24个核苷酸的小RNA,主要通过结合靶mRNA导致其降解或翻译抑制来实现转录后调控。

核仁小RNA与核小RNA:主要定位在细胞核内的小RNA,参与rRNA修饰、剪接调控等核内过程。

增强子RNA:检测从基因组增强子区域转录产生的非编码RNA,是增强子活性的标志并参与远程染色质互作调控。

反义转录本:检测与已知蛋白质编码基因的正义链部分或完全互补的RNA,可通过多种机制调控对应正义基因的表达。

假基因转录本:检测由功能基因复制或逆转座产生的、已丧失原始功能的DNA序列所产生的转录本,可能具有新的调控功能。

病毒转录本:在感染样本中,可同时检测出整合到宿主基因组或游离的病毒基因组的转录活性。

转录起始与终止位点图谱:精确界定转录本的5‘端和3’端边界,用于研究启动子使用情况和转录终止效率。

检测方法

高通量RNA测序:当前主流技术,通过将RNA反转录为cDNA并进行大规模并行测序,可无偏好性地获取全转录组序列和丰度信息。

微阵列技术:基于已知序列设计的探针与标记的cDNA或cRNA杂交,通过荧光信号强度定量基因表达,适用于已知转录本的高通量筛查。

实时定量PCR:通过荧光染料或探针监测PCR扩增过程,对特定目标RNA进行绝对或相对定量,是验证测序或芯片结果的黄金标准。

数字PCR:将样本分割成大量独立反应单元进行PCR,通过计数阳性反应数实现绝对定量,灵敏度极高,适合稀有转录本检测。

Northern Blot:传统方法,通过电泳分离RNA并与标记的探针杂交,可直观显示RNA大小和丰度,但通量低且耗时长。

核酸酶保护实验:利用特异性探针与目标RNA杂交后,用核酸酶消化未杂交的单链区域,通过保护片段的大小和量进行分析。

原位杂交:使用标记的核酸探针与细胞或组织切片中的目标RNA结合,可在形态学背景下进行空间定位和相对定量。

CAGE技术:捕获mRNA的5‘端帽子结构并测序,主要用于精确绘制转录起始位点和分析启动子活性。

PacBio或Nanopore长读长测序:直接对单个RNA分子或其cDNA进行测序,无需打断拼接即可获得全长转录本序列,尤其适合异构体分析。

空间转录组学:结合组织原位捕获与高通量测序,在保留组织空间位置信息的同时获得局部区域的转录组数据。

检测仪器设备

生物分析仪:如Agilent Bioanalyzer或Fragment Analyzer,利用微流控芯片技术快速、精确地评估RNA完整性及文库片段大小分布。

高通量测序仪:如Illumina NovaSeq、HiSeq系列,基于边合成边测序原理,是实现大规模、低成本RNA-seq的核心设备。

实时定量PCR仪:如Applied Biosystems QuantStudio系列或Bio-Rad CFX系列,用于对特定靶标进行高灵敏度、高精度的定量验证。

微阵列扫描仪:如Agilent SureScan或Affymetrix GeneChip Scanner,用于读取杂交后的芯片荧光信号图像并转化为数字信号。

超微量分光光度计:如NanoDrop系列,用于快速微量测定核酸样本的浓度和纯度(A260/A280及A260/A230比值)。

超声波破碎仪或聚焦超声仪:用于在文库构建前将DNA或cDNA随机打断至目标片段大小,保证测序文库的均一性。

PCR仪:用于cDNA合成、文库扩增及各类基于PCR的实验步骤的温度循环控制设备。

磁力架:用于配合磁珠进行mRNA富集、文库纯化及大小选择等液体处理过程中的固液分离操作。

冷冻高速离心机:用于样本制备过程中的细胞/组织破碎、沉淀收集及各类离心纯化步骤。

长读长测序仪:如PacBio Sequel系列或Oxford Nanopore PromethION系列,用于获取全长转录本序列和直接RNA测序。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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