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轉錄組研究內容及方法

發布時間:2022-08-15 19:56:26

❶ 轉錄組測序研究怎麼

首先需要做的是將測出來的readsmapping到基因組上,與此同時可以得到數據mapping比例等信息,依靠這些信息可以進行數據質量的分析,然後還可以統計每個基因的表達情況,如果是比較不同樣本之間的轉錄組,則可以進行差異表達基因的分析

❷ 基因組學研究方法

基因組學(英文genomics),研究生物基因組和如何利用基因的一門學問。用於概括涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學分支。該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用,試圖解決生物,醫學,和工業領域的重大問題
基因組研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functional genomics),又被稱為後基因組(postgenome)研究,成為系統生物學的重要方法。
基因組學能為一些疾病提供新的診斷,治療方法。例如,對剛診斷為乳腺癌的女性,一個名為「Oncotype DX」的基因組測試,能用來評估病人乳腺癌復發的個體危險率以及化療效果,這有助於醫生獲得更多的治療信息並進行個性化醫療。基因組學還被用於食品與農業部門。
基因組學的主要工具和方法包括: 生物信息學,遺傳分析,基因表達測量和基因功能鑒定。
基因組學出現於1980年代,1990年代隨著幾個物種基因組計劃的啟動,基因組學取得長足發展。 相關領域是遺傳學,其研究基因以及在遺傳中的功能。
1980年,噬菌體Φ-X174;(5,368 鹼基對)完全測序,成為第一個測定的基因組。
1995年,嗜血流感菌(Haemophilus influenzae,1.8Mb)測序完成,是第一個測定的自由生活物種。從這時起,基因組測序工作迅速展開。
2001年,人類基因組計劃公布了人類基因組草圖,為基因組學研究揭開新的一頁。
基因組學是研究生物基因組的組成,組內各基因的精確結構、相互關系及表達調控的科學。基因組學、轉錄組學、蛋白質組學與代謝組學等一同構成系統生物學的組學(omics)生物技術基礎。
基因組研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functional genomics),又被稱為後基因組(postgenome)研究,成為系統生物學的重要方法。
基因組DNA測序是人類對自身基因組認識的第一步。隨著測序的完成,功能基因組學研究成為研究的主流,它從基因組信息與外界環境相互作用的高度,闡明基因組的功能。功能基因組學的研究內容:人類基因組 DNA 序列變異性研究、基因組表達調控的研究、模式生物體的研究和生物信息學的研究等。
(1)基因組表達及調控的研究。在全細胞的水平,識別所有基因組表達產物mRNA和蛋白質,以及兩者的相互作用,闡明基因組表達在發育過程和不同環境壓力下的時、空的整體調控網路。
(2)人類基因信息的識別和鑒定。要提取基因組功能信息,識別和鑒定基因序列是必不可少的基礎工作。基因識別需採用生物信息學、計算生物學技術和生物學實驗手段,並將理論方法和實驗結合起來。基於理論的方法主要從已經掌握的大量核酸序列數據入手,發展序列比較、基因組比較及基因預測理論方法。識別基因的生物學手段主要基於以下的原理和思路:根據可表達序列標簽(STS);對染色體特異性cosmid進行直接的cDNA選擇;根據CpG島;差異顯示及相關原理;外顯子捕獲及相關原理;基因晶元技術;基因組掃描;突變檢測體系,等等。
(3)基因功能信息的提取和鑒定。包括:人類基因突變體的系統鑒定;基因表達譜的繪制;「基因改變-功能改變」的鑒定;蛋白質水平、修飾狀態和相互作用的檢測。
(4)在測序和基因多樣性分析。人類基因組計劃得到的基因組序列雖然具有代表性,但是每個人的基因組並非完全一樣,基因組序列存在著差異。基因組的差異反映在表型上就形成個體的差異,如黑人與白人的差異,高個與矮個的差異,健康人與遺傳病人的差異,等等。出現最多基因多態性就是單核苷酸多態性(SNPs)。
(5)比較基因組學。將人類基因組與模式生物基因組進行比較,這一方面有助於根據同源性方法分析人類基因的功能,另一方面有助於發現人類和其他生物的本質差異,探索遺傳語言的奧秘 。
結構基因組學是繼人類基因組之後又一個國際性大科學熱點,主要目的是試圖在生物體的整體水平上(如全基因組、全細胞或完整的生物體)測定出(以實驗為主、包括理論預測)全部蛋白質分子、

蛋白質-蛋白質、蛋白質-核酸、蛋白質-多糖、蛋白質-蛋白質-核酸-多糖、蛋白質與其他生物分子復合體的精細三維結構,以獲得一幅完整的、能夠在細胞中定位以及在各種生物學代謝途徑、生理途徑、信號傳導途徑中全部蛋白質在原子水平的三維結構全息圖。在此基礎上,使人們有可能在基因組學、蛋白質組學、分子細胞生物學以致生物體整體水平上理解生命的原理。
對疾病機理的闡明、對疾病的防治有重要應用意義。
發展回顧1998年4月,由美國國家醫學科學院(NIGMS)和Wellcome Trust發起在英國召開了第一次國際結構基因組會議,美國、法國、英國、德國、加拿大、日本、荷蘭、義大利以及以色列的9國科學家參加了會議。2000年9月,美國NIGMS決定首批投入1.5億美元,在美國建設7個研究中心(目前已經發展成為10個),爭取在未來10年內解出1萬個蛋白質的三維結構,建立蛋白質的氨基酸殘基序列、三維結構和生物功能之間的有機聯系,同時也支持結構基因組方法學的研究。2002年,10家大型國際制葯公司宣布啟動結構基因組研究。2000年11月,日本組織召開國際會議討論結構基因組計劃的有關問題,確定了完成測定3000個蛋白質三維結構的「Protein3000計劃」。2001年4月,在美國召開了第二次國際結構基因組會議,表明新一輪大規模的國際合作研究已經開始。主要進展我國在結構生物學研究方面具有較好的基礎。60年代,我國科學家在世界上首次人工合成了胰島素;70年代初又測定出1.8 埃; 解析度的豬胰島素三維結構,成為世界上為數不多的能夠測定生物大分子三維結構的國家,這些研究工作處於當時的世界先進水平。在國際結構基因組研究剛露端倪之時,我國科學家就敏感地抓住了這一新動向,2000年我國開展了結構基因組學的研究。近來,國家863計劃、973計劃、中國科學院知識創新工程、國家重大攻關項目、自然科學基金先後重點資助了結構基因組學的研究工作和相關技術平台的建設。相關研究工作既有分工、又有交叉合作,並充分地考慮到了我國基因組水平研究的特點和我國在結構解析方法研究在國際上的地位。並計劃在參加國際合作的基礎上,在逐步建立基因組研究技術平台的同時,五年之中完成200-300個蛋白質三維結構的測定。
我國的結構生物學研究隊伍近年來不斷發展壯大,中國科學院生物物理所、中國科技大學、北京大學、清華大學以及中國科學院物理所、高能所、上海生命科學院、福州物質結構所、上海復旦大學等單位均是我國開展結構基因組研究的重要基地。
我國結構基因組學研究雖然啟動時間較短,但已經獲得了不少重要進展。 據初步統計,已經完成了近千個克隆,已表達出210個蛋白質,其中有100多個可溶或部分可溶;獲得近30個結晶和NMR樣品,已經測定出5個結構。

❸ 有個關於轉錄組測序的問題

目前研究轉錄組主要包含三種方法:
包括基於sanger測序法的sage
(serial
analysis
of
gene
expression)、longsage和mpss(massively
parallel
signature
sequencing);
基於雜交技術的cdna晶元和寡聚核苷酸晶元;
基於高通量測序技術的轉錄組測序(rna-seq)。
與另兩種方法相比,rna-
seq具有以下優勢:
高靈敏度,檢測閾值跨越6個數量級,能檢測到細胞中幾乎所有的轉錄本,包括一些只有幾個拷貝的稀有轉錄本,同時能對轉錄本進行定量;
高准確率,能准確的測定每個轉錄本的單核苷酸,同時不存在生物晶元的熒光模擬信號帶來的交叉反應和背景噪音的問題;
應用范圍廣,無需預先設計探針或了解物種的基因信息,即可對任意物種進行轉錄組測序,同時能發現新的轉錄本,預測新的基因,檢測可變剪切、snps、融合
基因等。
所以如果閣下希望進行轉錄組研究,可以從以上幾種方法入手。多看文獻,多向前輩請教,假以時日,會成為高手的。如有問題,可以進一步追問。
希望採納哦

❹ 轉錄組測序流程步驟是哪些

以真核轉錄組測序為例,實驗流程為總RNA提取-mRNA分離-建庫試劑-定量-文庫回收-橋式擴增-上機測序;項目分析流程為數據產出數據=數據去雜-轉錄組拼接-SSR分析及SNP分析-基因功能注釋-基因表達差異分析-差異基因表達模式聚類-差異基因富集分析。

❺ 請列舉一下轉錄組的技術應用

隨著第二代測序技術的迅猛發展,其高通量、快速、低成本的特點成為越來越多的生物學研究者在解決生物學問題時的首選,尤其在轉錄組測序方面更顯示出極大的潛力。轉錄組(transcriptome)是指特定生物體在某種狀態下所有基因轉錄產物的總和,轉錄組研究是功能基因組研究的一項重要內容。轉錄組是連接基因組遺傳信息與生物功能(蛋白質組)的必然紐帶,同時相對於真核生物全基因組測序來說,轉錄組測序得到的序列不含有內含子及其它非編碼序列,因此轉錄組測序有著無可比擬的高性價比優勢。研究基因組結構的復雜性及遺傳語言的根本規律,更需要對測序所得的海量數據進行精準且全面的揭示和分析,於是生物信息學便成為一門迅速興起的交叉學科,它位於生物、計算機、數學等多個領域的交叉點上,不斷深入去探索鹼基序列數據背後的生物學意義。目前轉錄組測序及分析技術可以解決新基因的深度發掘、低豐度轉錄本的發現、轉錄圖譜繪制、可變剪接的調控、代謝途徑確定、基因家族鑒定及進化分析等各方面的問題。轉錄組研究是基因功能及結構研究的基礎和出發點,已經被廣泛應用於生物學、醫學、農學等許多領域。

❻ 轉錄組學有哪些實現手段,數據類型及其格式

廣義轉錄組是指生命單元(通常是一種細胞)中所有按基因信息單元轉錄和加工的RNA分子(包括編碼和非編碼RNA功能單元),或者是一個特定細胞所有轉錄本的總和.它的研究對象就是這些RNA與蛋白質分子和它們所組成的基因功能網路以及它們與細胞功能的關系.而狹義轉錄組是指可直接參與翻譯蛋白質的mRNA總和.研究生物細胞中轉錄組的發生和變化規律的科學就稱為轉錄組學(tran—scriptomics).
(二)轉錄組學的意義1.轉錄組譜可以提供特定條件下某些基因表達的信息,並據此推斷相應未知基因的功能,揭示特定調節基因的作用機制.2.通過基於基因表達譜的分子標簽,不僅可以辨別細胞的表型歸屬,還可以用於疾病的診斷.3.轉錄組的研究應用於臨床的另一個例子是可以將表面上看似相同的病症分為多個亞型,尤其是對原發性惡性腫瘤,通過轉錄組差異表達譜的建立,可以詳細描繪出患者的生存期以及對葯物的反應等.

❼ 轉錄組學的介紹

轉錄組學(transcriptomics),是一門在整體水平上研究細胞中基因轉錄的情況及轉錄調控規律的學科。簡而言之,轉錄組學是從RNA水平研究基因表達的情況。轉錄組即一個活細胞所能轉錄出來的所有RNA的總和,是研究細胞表型和功能的一個重要手段。

什麼是轉錄組分析

轉錄組分析指對細胞內所有轉錄產物的集合的分析。

轉錄組(transcriptome)廣義上指某一生理條件下,細胞內所有轉錄產物的集合,包括信使RNA、核糖體RNA、轉運RNA及非編碼RNA;狹義上指所有mRNA的集合。

轉錄組測序一般是對用多聚胸腺嘧啶(oligo-dT)進行親和純化的RNA聚合酶II轉錄生成的成熟mRNA和ncRNA進行高通量測序。

相對於傳統的晶元雜交平台,轉錄組測序無需預先針對已知序列設計探針,即可對任意物種的整體轉錄活動進行檢測,提供更精確的數字化信號,更高的檢測通量以及更廣泛的檢測范圍,是目前深入研究轉錄組復雜性的強大工具。

(8)轉錄組研究內容及方法擴展閱讀:

轉錄組測序的技術路線:

樣品要求:

1、樣品純度要求: total RNAOD值應在1.8至2.2之間;電泳檢測28S:18S至少大於1.5。

2、樣品濃度: total RNA濃度不低於400ng/ul;樣品總量不低於15ug;目前最新的樣品建庫要求降低到1ug,濃度大於50ng/ul即可。

3、提供total RNA樣品具體濃度、體積、制備時間、溶劑名稱及物種來源。請同時附上QC數據,包括電泳膠圖、分光光度或Nanodrop儀器檢測數據。如需進行多次樣品制備,需要提供多次樣品制備所需樣品。

❾ 轉錄組學的簡介

以DNA為模板合成RNA的轉錄過程是基因表達的第一步,也是基因表達調控的關鍵環節。所謂基因表達,是指基因攜帶的遺傳信息轉變為可辨別的表型的整個過程。與基因組不同的是,轉錄組的定義中包含了時間和空間的限定。同一細胞在不同的生長時期及生長環境下,其基因表達情況是不完全相同的。通過測序技術揭示造成差異的情況,已是目前最常用的手段。人類基因組包含有30億個鹼基對,其中大約只有5萬個基因轉錄成mRNA分子,轉錄後的mRNA能被翻譯生成蛋白質的也只佔整個轉錄組的40%左右。通常,同一種組織表達幾乎相同的一套基因以區別於其他組織,如:腦組織或心肌組織等分別只表達全部基因中不同的30%而顯示出組織的特異性。
轉錄組譜可以提供什麼條件下什麼基因表達的信息,並據此推斷相應未知基因的功能,揭示特定調節基因的作用機制。通過這種基於基因表達譜的分子標簽,不僅可以辨別細胞的表型歸屬,還可以用於疾病的診斷。例如:阿爾茨海默病(Alzheimer′s diseases, AD)中,出現神經原纖維纏結的大腦神經細胞基因表達譜就有別於正常神經元,當病理形態學尚未出現纖維纏結時,這種表達譜的差異即可以作為分子標志直接對該病進行診斷。同樣對那些臨床表現不明顯或者缺乏診斷金標準的疾病也具有診斷意義,如自閉症。對自閉症的診斷要靠長達十多個小時的臨床評估才能做出判斷。基礎研究證實自閉症不是由單一基因引起,而很可能是由一組不穩定的基因造成的一種多基因病變,通過比對正常人群和患者的轉錄組差異,篩選出與疾病相關的具有診斷意義的特異性表達差異,一旦這種特異的差異表達譜被建立,就可以用於自閉症的診斷,以便能更早地,甚至可以在出現自閉症臨床表現之前就對疾病進行診斷,並及早開始干預治療。轉錄組的研究應用於臨床的的另一個例子是可以將表面上看似相同的病症分為多個亞型,尤其是對原發性惡性腫瘤,通過轉錄組差異表達譜的建立,可以詳細描繪出患者的生存期以及對葯物的反應等等。
用於轉錄組數據獲得和分析的方法主要有基於雜交技術的晶元技術包括cDNA晶元和寡聚核苷酸晶元,基於序列分析的基因表達系列分析SAGE (serial analysis of gene expression,SAGE)和大規模平行信號測序系統MPSS(massively parallel signature sequencing,MPSS)。

❿ 比較概述基因組學、轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學的概念、研究方法、優缺點及應用設想

組學omics,研究的是整體. 按照分析目標不同主要分為基因組學,轉錄組學,蛋白質組學,代謝組學。
基因組學研究的主要是基因組DNA,使用方法目前以二代測序為主,將基因組拆成小片段後再用生物信息學演算法進行迭代組裝。當然這僅僅是第一步,隨後還有繁瑣的基因注釋等數據分析工作。
轉錄組學研究的是某個時間點的mRNA總和,可以用晶元,也可以用測序。晶元是用已知的基因探針,測序則有可能發現新的mRNA,
蛋白組學針對的是全體蛋白,組要以2D-Gel和質譜為主,分為top-down和bottom-up分析方法。理念和基因組類似,將蛋白用特定的物料化學手段分解成小肽段,在通過質量反推蛋白序列,最後進行搜索,標識已知未知的蛋白序列。
代謝組分析的代謝產物,是大分子和小分子的混合物,主要也是用液相和質譜。
總而言之,這些技術都想從全局找變數,都是一種top-down的研究方法,原因很簡單:避免『只緣身在此山中』的尷尬。
但因為技術局限,都各有缺點,尤其是轉錄組和蛋白組數據,基本上顛覆了以前一直認為的mRNA水平能代表蛋白水平的觀念,因為這兩組數據的重合度太低。
所以目前很多研究都開始使用交叉驗證方法。
無論如何,都需要對數據進行分析,有經驗的分析往往能化腐朽為神奇。

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