湖南二代测序流程

二代测序——转录组测序的实验流程（上）

样本采集和 RNA 提取

样本采集需要考虑研究目的和样本类型。例如，研究**组织的转录组，就要准确获取**组织样本，同时比较好有对应的正常组织作为对照。RNA 提取方法有多种，常用的如 Trizol 法，它可以有效地从细胞或组织中提取总 RNA，包括 mRNA、rRNA 和 tRNA 等。提取后的 RNA 质量至关重要，需要通过琼脂糖凝胶电泳或专门的 RNA 质量检测仪器来评估 RNA 的完整性和纯度。

RNA 质量检测和定量

完整性方面，通常使用 RNA 完整性指数（RIN）来衡量。RIN 值越高（一般认为 RIN > 7 是高质量 RNA），说明 RNA 完整性越好。定量方法主要有紫外分光光度法和荧光定量法。紫外分光光度法可以通过测量 RNA 在 260nm 和 280nm 处的吸光度比值来估计 RNA 纯度，比值在 1.8 - 2.0 之间表示纯度较好。荧光定量法则是使用专门的荧光染料（如 Qubit）来更准确地测量 RNA 浓度。

文库构建

首先要进行mRNA富集，一般使用带有poly-T的磁珠来特异性地捕获mRNA，因为真核生物mRNA的3'端都有poly-A尾巴。然后将mRNA反转录为cDNA，再通过超声或酶切等方法将cDNA片段化，片段大小通常在几百个碱基对左右。之后在片段两端连接上测序接头，经过PCR扩增来增加文库的量，使其达到可以上机测序的要求。

二代测序广泛应用于个性化医学。湖南二代测序流程

二代测序——质量控制类问题

如何评估二代测序数据的质量：主要通过一些质量指标来评估，如Q值（质量值）分布，用于衡量每个碱基的测序质量；碱基含量分布，检查四种碱基的比例是否正常；GC含量分布，看是否与预期的基因组GC含量相符；序列重复度，评估数据中重复序列的比例；比对率，即测序数据与参考基因组比对上的比例等。影响二代测序质量的因素有哪些：样本质量是关键因素之一，如DNA的纯度、完整性和浓度等会影响文库构建和测序结果；文库构建过程中的操作不当，如片段化过度、接头连接效率低等；测序仪器的性能和运行状态，包括试剂的质量、测序芯片的质量、仪器的校准等；生物信息学分析过程中的参数设置和算法选择也会对**终的结果质量产生影响。 湖南二代测序流程二代测序通量大，可以产生上G的reads.

二代测序—全外显子测序的局限性

不能检测所有的遗传变异：它只能检测外显子区域的变异，对于非外显子区域（如内含子、基因间区域）的变异无法检测，而这些区域的某些变异也可能对基因的表达和功能产生重要影响，如内含子中的突变可能影响基因的剪接。

数据分析复杂：全外显子测序会产生大量的数据，需要复杂的生物信息学工具和方法来进行数据分析。包括数据的质量控制、变异的检测和注释、致病性的评估等多个环节，其中任何一个环节出现问题都可能导致错误的结论。

二代测序的建库步骤②

二、片段化处理

物理方法：超声破碎是常用的物理片段化方法。它通过超声波的高频振动将核酸分子打断成合适大小的片段。例如，在一些文库构建中，将DNA样本置于超声破碎仪中，通过调整超声功率和时间，可以将DNA片段化到几百碱基对（bp）的长度范围，一般在150-300bp左右，这符合二代测序的读长要求。超声破碎的优点是片段大小比较均匀，但操作需要优化超声参数，否则可能会导致过度破碎或片段大小不一致。

酶切方法：利用限制性内切酶进行片段化。限制性内切酶能够识别特定的DNA序列，并在这些序列处切割DNA。例如，用EcoRⅠ酶可以识别GAATTC序列并进行切割。通过选择合适的限制性内切酶组合，可以将DNA切割成期望大小的片段。不过，这种方法的局限性在于酶切位点的限制，可能无法获得理想的片段大小分布，而且可能会引入酶切偏好性。 什么是二代测序技术？

④二代测序一般多久出结果？

4、数据分析的复杂程度

数据分析是二代测序的重要环节。简单的分析，如检测已知的单核苷酸多态性（SNP），可以通过与参考基因组比对后利用一些成熟的软件快速完成。但如果是进行复杂的分析，如寻找新的基因融合事件、复杂结构变异的检测或者进行从头组装（denovoassembly），则需要更复杂的算法和更多的计算资源，花费的时间可能从数天到数周。例如，对于常规的SNP检测和注释，数据分析可能在1-3天内完成；而对于**样本中复杂的基因融合分析，可能需要3-7天甚至更长时间来确保结果的准确性。 二代测序是基于PCR和基因芯片发展而来的DNA测序技术。湖南二代测序流程

二代测序的优势是高通量。湖南二代测序流程

二代测序——转录组测序的应用领域

1、基础生物学研究：可以用于研究生物的发育过程。例如，在胚胎发育过程中，通过转录组测序可以了解不同阶段胚胎细胞中基因的表达变化，揭示胚胎发育的分子机制。还可以用于物种进化研究，比较不同物种间转录组的差异，推断基因表达的进化模式。

2、医学研究和临床诊断：在疾病研究方面，用于寻找疾病相关的生物标志物。例如，在**研究中，通过对比**组织和正常组织的转录组，可以发现一些在**中特异性高表达或低表达的基因，这些基因有望成为**诊断、预后判断的标志物。同时，也可以用于药物研发，通过转录组测序了解药物作用后细胞基因表达的变化，评估药物疗效和毒性。

3、农业和植物学研究：在作物育种中，可以研究不同品种作物在抗逆性（如抗旱、抗寒、抗病）等方面的基因表达差异，为培育优良品种提供理论依据。在植物生长发育研究中，分析植物在不同生长环境和生长阶段的转录组变化，了解植物***等因素对植物生长的调控机制。 湖南二代测序流程