毒蛇毒腺全转录组特征研究现状
摘要:
蛇毒一方面对人类社会造成了相当大的危害,另一方面它更是一个活性药物的来源库(如蕲蛇酶),其毒液成分可用于治疗关节炎、血栓症、多发性硬化、疼痛、神经肌肉疾病、血液和心血管疾病等临床病症,在抗癌药物的开发应用上也是一个颇具吸引力的研究对象。随着第二代基因组高通量测序技术的广泛应用,转录组组测序技术的迅猛发展给生物基因组学的研究带来了深刻的影响,利用转录组测序技术从蛇毒腺中检测毒素编码基因,尤其是低丰度表达组分,将有利于全面了解蛇毒的功能,有助于发掘新的具有潜在药用价值的组分。该文主要简述了转录组测序主要方法和序列的生物信息学分析及其在蛇毒研究中的应用。
关键词:毒蛇毒腺; 全转录组; 测序技术: 生物信息学
- 文献综述
转录组(Transcriptome)的概念最早是由Velculescu等于1995年提出,广义上讲转录组是指在某一生理条件下细胞内所有转录产物的总和,包括mRNA(编码RNA)和tRNA , rRNA, snRNA等非编码RNA;狭义上训是指所有mRNA的总和[1]。转录组研究是基因功能及结构研究的基础和出发点。转录组测序(RNA-Seq)是指利用第二代高通量测序技术进行cDNA测序,全面快速地获取某一物种特定器官或组织在某一状态下的几乎所有转录本。随着后基因组时代的到来,转录组学、蛋白质组学、代谢组学等各种组学技术相继出现,其中转录组学是率先发展起来以及应用最广泛的技术[2],为了研究转录组测序得到的序列,生物信息学应运而生,通过生物信息学手段,分析序列中表达的生物信息。本文对近年来毒蛇腺转录组学研究进展进行了综述,为转录组测序技术在蛇以及其他动植物中的应用提供可借鉴的依据。
1.测序技术发展现状
目前研究转录组的方法主要有(l)基于杂交技术,如CDNA芯片和寡聚核昔酸芯片;(2)基于测序技术,如早先基于Sange:测序的SAGE(SerialAnalysisofGeneExpression)和MpSS(Massivelypara-llelSignaturesequeneing)。全长DNA文库和EST文库的测序分析。(3)自 2005 年以来,以Roche 公司的 454 技术、Illumina 公司的 Solexa 技术以及 ABI 公司的 SOLiD 技术为标志的高通量测序技术相继诞生[3]。相较于传统方法,该技术主要特点是测序通量高、测序时间和成本显著下降,可以一次对几十万到几百万条 DNA 分子序列测定,这使某物种全基因组和转录组的全貌细致分析成为可能,又称为深度测序,很多文献中称其为新一代测序技术,足见其划时代意义[4]。利用深度测序技术进行对某物种转录组分析的技术即 RNA 测序(RNA-Seq),该项技术能够在单核苷酸水平对任意生物种的整体转录进程检测,不仅可以分析转录本的结构和表达水平,还能够发现未知转录本和稀有转录本,准确地识别可变剪切位点以及 cSNP(编码序列单核苷酸多态性),使得到的转录组信息更为全面,便于进一步注释分类 [5]。与基因芯片相比,RNA-Seq 无需预先设计探针即可对特定条件下任意物种生长发育阶段整体转录活动进行检测,提供更精确的数字化信号、更高的检测通量以及更广泛的检测范围,因而其成为目前深入研究转录组复杂变化活动的强大且颇具优越性的技术手段。
而高通量测序技术中Roche 公司的 454 技术、Illumina 公司的 Solexa 技术以及 ABI 公司的 SOLiD 技术也有所区别。454测序技术是率先投放至市场的新一代测序技术,和其他两种测序技术相比,该技术的通量较低等原因,导致现在基本已经停用。Illumina 公司的 Solexa 技术比454技术的通量大且更加有效,ABI 公司的 SOLiD 技术其最大的特点是其准确性较高[6]。
