RNA领域研究

LncRNA测序

来源:小博发布时间:2017-05-15

长链非编码RNA(long coding RNA,lncRNA)是一类转录本水平超过200nt、不编码蛋白的RNA。LncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”,不具备生物学功能。然而,近几年的研究表明lncRNA能在表观遗传、转录及转录后水平上调控基因表达、参与了X染色体沉默、基因组印记以及染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要调控过程,与人类疾病的发生、发展和防治都有密切联系。
     现阶段,利用高通量测序技术进行lncRNA测序,并结合生物信息学的预测工具进行lncRNA分析,有助于科研工作者更快发现那些具有重要调控功能的lncRNA,分析其与特定生物学过程的关系。该方法可以更加高效地获取lncRNA序列以及位置信息,且突破了常规lncRNA芯片检测技术的使用范围限制,还可对新的lncRNA进行预测及功能分析,极大促进lncRNA的深入研究。

中康博技术优势

技术重复性高:同一样本重复建库相关性Pearson值大于0.993
高特异性:使用特定方法降低样本中rRNA的丰度
高准确度:构建链特异性转录组文库,快速、高效、准确地获取样本中几乎全部的lncRNA序列及其位置信息
分析严格:系统鉴定已知lncRNA,设置严格的筛选条件用于发现新的lncRNA
lncRNA深入分析:lncRNA cis和trans调控机制以及ceRNA调控机制等
经验丰富:已对多种动植物的lncRNA进行测序分析


推荐测序模式

测序平台:Hiseq X 10
测序类型:PE150
测序数据量:10 Gb/样本



lncRNA测序实验流程
 
 
 
lncRNA测序分析流程


 
 
样品要求(RNA)
1) 样品纯度:OD 260/280值应在1.9~2.2 之间。
2) 样品浓度:最低浓度不低于100ng/ul。
3) 样品总量:每个样品总量不少于2µg。
4) 样品溶剂:总RNA溶解于DEPC-水或者RNase-free的缓冲液中。
5) 样品运输: RNA用冻存管保存,并用干冰或液氮运输。
6)适用范围:有参考基因组物种。



lncRNA测序结果展示

标准分析:


1) 原始数据预处理:去除接头污染、低质量序列得到clean data,去除核糖体RNA数据,数据产出统计及测序数据质量评估。
2) 序列拼接比对:比对分析、数据拼接为后续做准备;基因组mapping,转录本组装。
3) lncRNA筛选及注释:已知lncRNA(采用NONCODE、lncrnadb、Ensembl、NCBI、UCSC等多个lncRNA数据库的集合或者自定义数据库筛选并注释已知lncRNA;);多种算法(PhyloCSF预测算法与CPC预测算法)预测新的lncRNA。
5) lncRNA定量及差异分析:差异分析需2个或2个样品以上。
6) 差异lncRNA靶基因预测:通过共表达或者位置关系分析lncRNA的靶基因。
7) 差异转录本分析:利用软件比较各转录本在不同样本间的差异表达,筛选差异转录本。

8) 结构分析:AS/SNP/InDdel分析,分析转录本结构变化。
9) 功能通路富集分析:差异lncRNA靶基因的GO analysis;差异lncRNA靶基因的pathway analysis。


高级数据分析


● Gene Expression Trend Analysis (时序分析)


   对于按照处理时间、浓度、疾病恶化程度顺序设计的序列实验,为了筛选出随样本顺序变化影响最显著、最主流的lncRNA群,需要对样品的差异lncRNA进行表达趋势分析。应用模糊聚类等机器学习方法,计算出随着时间、浓度梯度或恶性程度等变化过程中lncRNA的表达趋势,得到相应的主流表达趋势,其所属lncRNA的表达变化与时间、浓度、恶性程度具有显著性联系的lncRNA,主流表达趋势所属lncRNA将作为进一步研究的目标基因。

● Co expression Network(lncRNA-mRNA)


    Coexpression Network是分析lncRNA与mRNA相互作用关系的创新工具。Coexpression Network根据lncRNA及mRNA的实测值,通过共表达计算方法构建网络。通过lncRNA周边与其共表达的mRNA来预测未知lncRNA的功能。Coexpression Network可以帮助发现lncRNA与mRNA之间可能存在的作用关系,能够找到影响mRNA表达的lncRNA,从而发现网络中起中心调控作用的lncRNA及发现lncRNA可能存在的新作用机制。由于共表达调控网络是基于芯片的实测表达值运算的结果,故而突破了传统分析中基因注释不齐全的限制,大大增加了研究的创新性。结果样式如下:

● lncRNA Target Pathway Network

       根据差异lncRNA和被调控靶基因的显著性通路,利用lncRNA和靶基因通路的属性,构建lncRNA Target Pathway Network。该网络反映目标lncRNA对Pathway的作用关系。根据网络中各lncRNA的位置函数计算出网络特征值。特征值最高的lncRNA处于网络的枢纽性地位,该lncRNA对多个Pathway和样本状态有重要的调控价值,同时,评价Pathway在网络中的特征值,可以发现差异lncRNA所调控的核心通路。

● ceRNA Network


     分别对miRNA与mRNA、miRNA与lncRNA进行靶向预测,并根据表达趋势取负相关。根据结果找出具有mRNA-miRNA-lncRNA关系的mRNA/lncRNA对。计算差异基因和差异lncRNA间的共表达关系,挑选出互为正相关的基因与lncRNA。根据上述分析结果,选出存在于mRNA-miRNA-lncRNA关系中,并互为正相关的mRNA/lncRNA对。这对mRNA/lncRNA即可能互为ceRNA,再通过MREs的数量和结合分值评估ceRNA的竞争能力。结果样式如下:


lncRNA测序项目实验流程:
 

lncRNA测序项目分析流程:


 

样品要求(RNA)
1) 样品纯度:OD 260/280值应在1.9~2.2 之间。
2) 样品浓度:最低浓度不低于100ng/ul。
3) 样品总量:每个样品总量不少于2µg。
4) 样品溶剂:总RNA溶解于DEPC-水或者RNase-free的缓冲液中。
5) 样品运输: RNA用冻存管保存,并用干冰或液氮运输。
6)适用范围:有参考基因组物种。