高通量转录组学分析方法

‘壹’ 转录组高通量测序技术可以解决什么生物学问题

转录组学的研究对象包括mRNA和非编码RNA等。新一代高通量测序技术可以全面快速地获得特定细胞或组织在某一个状态下几乎所有转录本的序列信息和表达信息，从而准确地分析基因表达差异、基因结构变异、筛选分子标记（SNPs或SSR）等生命科学的重要问题。基因表达谱测序是直接对某一物种或特定细胞在某一功能状态下产生的mRNA进行高通量测序，可以用来研究基因的表达差异情况。该技术结合了转录组测序建库的实验方法，与转录组测序相比，基因表达谱测序要求的读长更短，测序通量更小，但仅可用于基因表达差异的研究。转录组测序是RNA水平测序，相当于DNA水平的基因组测序，是一个框架。表达谱主要研究的是基因表达量的变化，上调或下降。先要有转录组或是基因组才可以做表达谱，否则没有Ref做参考。转录组测序和表达谱测序其实都是通过高通量测序技术进行的，转录组测序主要是针对没有参考基因组（即基因组未完成测序）的物种，侧重于获得你材料的全部转录组信息；而表达谱则侧重于检测各个基因的表达量。

‘贰’ 高通量是什么意思

高通量测序技术（High-throughput sequencing）又称“下一代”测序技术（"Next-generation" sequencing technology），以能一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长较短等为标志。

意义

高通量测序技术的诞生可以说是基因组学研究领域一个具有里程碑意义的事件。该技术使得核酸测序的单碱基成本与第一代测序技术相比急剧下降, 以人类基因组测序为例, 上世纪末进行的人类基因组计划花费 30 亿美元解码了人类生命密码, 而第二代测序使得人类基因组测序已进入万(美)元基因组时代。如此低廉的单碱基测序成本使得我们可以实施更多物种的基因组计划从而解密更多生物物种的基因组遗传密码。同时在已完成基因组序列测定的物种中, 对该物种的其他品种进行大规模地全基因组重测序也成为了可能。[3]

‘叁’ 转录组测序和表达谱测序的区别是什么

转录组学的研究对象包括mRNA和非编码RNA等。新一代高通量测序技术可以全面快速地获得特定细胞或组织在某一个状态下几乎所有转录本的序列信息和表达信息，从而准确地分析基因表达差异、基因结构变异、筛选分子标记（SNPs或SSR）等生命科学的重要问题。

基因表达谱测序是直接对某一物种或特定细胞在某一功能状态下产生的mRNA进行高通量测序，可以用来研究基因的表达差异情况。该技术结合了转录组测序建库的实验方法，与转录组测序相比，基因表达谱测序要求的读长更短，测序通量更小，但仅可用于基因表达差异的研究。

转录组测序是RNA水平测序，相当于DNA水平的基因组测序，是一个框架。表达谱主要研究的是基因表达量的变化，上调或下降。先要有转录组或是基因组才可以做表达谱，否则没有Ref做参考。

转录组测序和表达谱测序其实都是通过高通量测序技术进行的，转录组测序主要是针对没有参考基因组（即基因组未完成测序）的物种，侧重于获得你材料的全部转录组信息；而表达谱则侧重于检测各个基因的表达量。

‘肆’ 单细胞测序这样的高通量技术的优势具体体现在哪里

单细胞全基因组测序主要应用于肿瘤发生机制及胚胎发育研究。单细胞转录组分析可以在全基因组范围内挖掘基因调节网络，尤其适用于存在高度异质性的干细胞及胚胎发育早期的细胞群体。
2017年6月16日，北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心汤富酬课题组在《Cell Research》杂志在线发表了题为“Single-cell multi-omics sequencing of mouse early embryos and embryonic stem cells”的研究论文。在国际上率先发展了对一个单细胞同时进行染色质状态、DNA甲基化、基因组拷贝数变异、以及染色体倍性的全基因组测序技术（single-cell COOL-seq），并采用这一技术在单细胞分辨率上系统、深入地解析了小鼠着床前胚胎发育过程中表观基因组重编程的关键特征，以及染色质状态与DNA甲基化之间的互动关系。
现有的基于高通量测序来分析全基因组染色质状态的研究方法通常需要大量细胞（例如ATAC-seq、DNase-seq、FAIRE-seq、MNase-seq等）。即使这些方法可以做到单细胞分辨率，也无法在单细胞分辨率上对多种组学之间的互动关系进行研究。而汤富酬课题组将NOMe-seq（全基因组核小体定位及DNA甲基化组测序）技术和PBAT-seq技术（全基因组重亚硫酸盐测序）巧妙地结合起来，并进行了系统的优化和提高，实现了对同一个单细胞进行多达5个层面的基因组和表观基因组特征的分析。 该课题组利用这一新建立的scCOOL-seq方法，在单细胞分辨率系统地描绘了小鼠着床前胚胎发育过程中表观基因组多个层面的动态变化。该项研究发现：
受精后12小时以内，来自高度特化的卵细胞和精子的雌雄原核就经历了大规模的基因组去甲基化。在此过程中，父母源基因组的染色体状态迅速打开，在受精卵的原核期就已经达到高度开放的状态，随后在受精卵晚期染色质开放程度大幅度回落，并在2-细胞阶段之后开放程度再次逐步增加，到囊胚期时达到最高点。
首次在单细胞分辨率系统分析了小鼠着床前胚胎发育过程中染色质状态的异质性。该研究发现在受精后12个小时以内受精卵中大部分基因的启动子区域就由均匀关闭状态迅速重编程为均匀开放状态，为合子基因在随后的转录做好准备。
首次在单细胞分辨率证明持续转录对于维持早期胚胎中大部分基因的启动子处于开放状态是必需的，染色质状态开放和转录活动互相促进，共同维持合子基因的稳定表达。
研究发现多能性核心因子Oct4的靶基因结合位点在4-细胞阶段就处于开放状态，远早于真正建立多能性的囊胚期，暗示这些位点作为潜在的顺式调控元件可能参与了早期胚胎细胞的命运决定过程。
首次在单个细胞内对父母源基因组的染色质状态以及DNA甲基化进行了深入分析。研究发现，受精后染色质状态和DNA甲基化进行了不同步的重编程过程，父母源基因组的染色质状态快速重编程、在每个单细胞中迅速达到精确平衡并一直维持。而DNA甲基化的重编程要慢一些并在父母源基因组之间维持不对称分布。
首次在单细胞分辨率解析了雌性胚胎细胞中父母源X染色体的DNA甲基化和染色质状态重编程过程的异同。研究发现受精后，在雌性胚胎中失活的父源X染色体其DNA甲基化重编程速度要明显慢于活跃的母源X染色体，二者之间DNA甲基化的差异一直到囊胚晚期才逐渐消除；而雌性胚胎中父母源X染色体同步进行快速的染色质状态重编程，并在整个植入前时期维持这一父母源X染色体之间染色质状态的精确平衡。
首次在单细胞分辨率揭示了小鼠植入前胚胎发育过程中表观基因组的异质性。受精后，启动子区域DNA甲基化异质性强烈的基因和染色质状态异质性强烈的基因分别是两类不同的基因。这暗示在小鼠着床前胚胎发育的过程中，染色质状态异质性和DNA甲基化异质性可能分别受不同机制的调控。
首次在单细胞分辨率将细胞周期与染色质状态联系了起来，准确推断出每个单细胞的倍性和细胞周期阶段，并发现小鼠着床前胚胎在体内发育过程中和胚胎干细胞使用了基本相同的一组DNA复制起始位点。
该研究系统地描绘了高度特化的配子在受精后重编程到具有发育全能性的受精卵、以及进一步发育成多能性胚胎的过程中，DNA甲基化和染色质状态发生的精准、有序的变化，各个组学层面之间的互动关系，以及父母源基因组在着床前胚胎发育中DNA甲基化和染色质状态的重编程过程。该工作为今后人们继续研究哺乳动物早期胚胎细胞全能性和多能性的开启奠定了基础，同时为体细胞克隆效率的提高以及早期胚胎发育异常的诊断与治疗提供了新思路。 北京大学生命科学学院BIOPIC中心的博士后郭帆博士、博士生李琳、李静云为该论文的并列第一作者；北京大学生命科学学院汤富酬研究员和四川大学郭帆研究员为这篇文章的共同通讯作者。该研究工作由北京大学和四川大学共同合作完成，并且得到了国家自然科学基金委员会、北京未来基因诊断高精尖创新中心，以及北大-清华联合中心的资助。

‘伍’ 高通量测序技术 中的“高通量” 是什么意思

高通量是相对于第一代测序的，第一代测序只能一次测1个样品的1段序列，产生的数据量相对来说很小，而高通量测序一次能够产生的数据量在几十G上百G，可以一次测很多的样本。

在2000年的时候，3700、MegaBace等仪器上的测序也是高通量测序，是相对手工测序或者跑平板胶来说的。

不过到2005年以后，高通量测序就改指第二代测序（Next generation sequencing），454、Solexa(后改为Illumina）和SOLiD等第二代测序，比3730等第一代测序的通量提高了成千上万倍，甚至上亿倍，所以称为高通量测序。

(5)高通量转录组学分析方法扩展阅读

原理：

测序方案建立在双脱氧测序法(Sanger等，1977)的基础上。为了从每一克隆插入片段两端成对地进行测序，每一个质粒模板DNA板应配备两个384孔循环测序反应板。测序反应采用Big Dye Terminator chemistry version 3．1(AppliedBiosystems)和标准M13或常用正向引物和反向引物。测序反应通过BiomekFX(Beckman)移液操作工作站建立。

机械臂负责等分模板试样，起与反应液混合的作用，反应液含有双脱氧核苷酸、荧光标记的核苷酸、TaqDNA聚合酶、序列引物和缓冲液。模板和反应板有条形码，且在BiomekFX移液操作工作站上有条形码读取器跟踪，确保模板和反应液转移中没有错误。30～40线性扩增步骤连续循环在MJResearchTetrads或9700热循环仪(Ap—pliedBiosystems)中进行。

‘陆’ 目前常用的高通量组学技术方法有哪些

主要采用:激发兴趣法、问题引导法、指导归纳法、诵读法、自主探究法、合作交流法、相互质疑法等。
辅助手段:多媒体课件、录音机、图片模具等。
希望我的答案能帮到你。

‘柒’ 高通量cdnahtc名词解释

什么是高通量测序（NGS）？

高通量测序又称“下一代测序”或“深度测序”，可以一次性对几十万至几百万条DNA分子进行序列测定。它是对传统Sanger测序（一代测序技术）革命性的改变，在保持高精准度的同时，大大降低了测序成本并提高了测序速度。

什么是de novo测序？

de novo测序也称为从头测序，不需要任何现有的序列资料就可以对某个物种进行测序，利用生物信息学分析手段对序列进行拼接、组装，从而获得该物种的基因组图谱。

什么是全基因组重测序（WGS）？

全基因组重测序是对已知基因组序列的物种进行不同个体的基因组测序，并在此基础上对个体或群体进行差异性分析。通过构建不同长度的插入片段文库和短序列、双末端测序相结合的策略进行高通量测序，实现在全基因组水平上检测疾病或动植物性状相关的常见、低频、甚至是罕见的突变位点，以及结构变异等，具有重大的科研和产业价值。

什么是外显子测序（WES）？

外显子组测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。外显子测序相对于基因组重测序成本较低，对研究已知基因的SNP、Indel等具有较大的优势，但无法研究基因组结构变异如染色体断裂重组等。

‘捌’ 高通量中低通量snp技术有哪些

根据你的测序需要，如果是仅仅检测表达，可以使用单端的短序列测序，一般10M以上reads都满足要求，如果是还要检测SNP或可变剪切以及新基因之类的话需要使用更长片段的双端测序，一般2x100以上或者2x125，数据量大概在2-3G以上，当然越多越好。
转录组学的研究对象包括mRNA和非编码RNA等。新一代高通量测序技术可以全面快速地获得特定细胞或组织在某一个状态下几乎所有转录本的序列信息和表达信息，从而准确地分析基因表达差异、基因结构变异、筛选分子标记（SNPs或SSR）等生命科学的重要问题。 基因表达谱测序是直接对某一物种或特定细胞在某一功能状态下产生的mRNA进行高通量测序，可以用来研究基因的表达差异情况。该技术结合了转录组测序建库的实验方法，与转录组测序相比，基因表达谱测序要求的读长更短，测序通量更小，但仅可用于基因表达差异的研究。 转录组测序是RNA水平测序，相当于DNA水平的基因组测序，是一个框架。表达谱主要研究的是基因表达量的变化，上调或下降。先要有转录组或是基因组才可以做表达谱，否则没有Ref做参考。 转录组测序和表达谱测序其实都是通过高通量测序技术进行的，转录组测序主要是针对没有参考基因组（即基因组未完成测序）的物种，侧重于获得你材料的全部转录组信息；而表达谱则侧重于检测各个基因的表达量。

‘玖’ 什么是转录组分析

转录组
是指某个物种或特定细胞在某一生理功能状态下，细胞内所有转录的mRNA产物的集合，包含了时间
和空间
的限定，是连接
基因组
遗传信息与生物功能的
蛋白质组
的必然纽带。转录水平的调控是
目前
研究最多的，也是生物体最重要的调控方式。
应用高通量技术进行转录组测序是一种快捷可靠的获取转录组信息的方法。mRNA的转录本表达分析，通过获得研究对象基因组转录区域的信息，鉴定转录发生
位点
，可变剪切等，其精确的计数方法更可对基因进行精确的定量分析。

‘拾’ 基于计算机高通量研究基因表达的方法有哪些

转录组研究象包括mRNA非编码RNA等新代高通量测序技术全面快速获特定细胞或组织某状态几乎所转录本序列信息表达信息准确析基表达差异、基结构变异、筛选标记（SNPs或SSR）等命科重要问题 基表达谱测序直接某物种或特定细胞某功能状态产mRNA进行高通量测序用研究基表达差异情况该技术结合转录组测序建库实验与转录组测序相比基表达谱测序要求读更短测序通量更仅用于基表达差异研究 转录组测序RNA水平测序相于DNA水平基组测序框架表达谱主要研究基表达量变化调或降先要转录组或基组才做表达谱否则没Ref做参考 转录组测序表达谱测序其实都通高通量测序技术进行转录组测序主要针没参考基组（即基组未完测序）物种侧重于获材料全部转录组信息；表达谱则侧重于检测各基表达