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Nature:5种RNA测序法终极PK

2013.5.23

  近日,美国哈佛大学与麻省理工学院的研究人员,将5种不同的转录组测序( RNA -seq )法进行了对比,比较结果显示 RNAse H 技术在分析低质 RNA 样品方面优于其他技术,且价格最为便宜; SMART 和 NuGEN 法适应于分析少量 RNA 。两篇研究论文在线发表在5月19日的《自然方法》(Nature Methods)和《自然》(Nature)杂志上。

  由于RNA 在一段时间内会发生降解,研究人员一直在寻找一种方法来解决这一问题。研究人员尝试了不同的方法,最终发现 RNAse H 法很好用,能够给出一致的结果。

  RNA-seq 是一种利用高通量序列测定,来测序和定量 RNA 进行转录组分析的方法。然而当研究人员利用少量降解或少量残存的样本进行 RNA -seq 时,他们得到的是受损的结果。Adiconis说,当前有许多的方法和商业试剂盒可用于分析低质和低量的样本,但直到现在人们也只能在某种程度上依靠猜测对这些方法进行选择。

  在第一项发表在《Nature Methods》的研究中,研究小组通过测试这些技术清除低质样本中核糖体 RNA(rRNA )的能力,发现 RNAse H 能够清除低质样本中几乎所有的rRNA ,只有 1% 的量残存。而 Ribo-Zero 法留下了 11.3% ,的 rRNA , NuGEN 法留下了23.2%。此外,对于低质 RNA , RNAse H 和Ribo-Zero法在大多数量度,例如文库复杂性(样本中文库复杂性越高,就越能更好地代表 RNA )和覆盖均匀度等方面看起来更优。

  研究小组随后采用真实样本:一个福尔马林固定、石蜡包埋的肾样本,以及一个分离过程中发生了降解的胰腺样本,比较了 RNAse H 和Ribo-Zero。最终,科学家们发现 RNAse H优于Ribo-Zero,提供了略微更均匀的覆盖。

  鉴于它们在特异针对性清除 rRNA 序列方式上的根本差异,总体而言, RNAseH 和 Ribo-Zero 优于其他的方法。例如, RNAse H法是采用预先设计的DNA寡核苷酸结合核糖体 RNA 序列,随后 RNAse H 酶消化DNA- RNA 杂交物。研究人员表示,这种靶向性的方法相对不影响剩余的转录组。

  相比之下,其他的方法,如 polyA 筛选法、DSM 和 SMART ,是通过筛选多聚腺苷酸mRNA (poly-adenylated mRNA )或是清除高度丰富的 RNA 种类的方法,来间接清除核糖体 RNA 。这些技术在清除核糖体 RNA 的同时,也引入了降解样品覆盖偏倚。

  此外,Ribo-Zero、 NuGEN 和 SMART 商业试剂盒一个样本的成本,要大大高于 DSN-lite 和 RNAse H 等其他方法。组装这些文库所需的劳动量大致相同,除了 DSN-lite 需要多一天之外。

  尽管 RNAse H 看起来是一个明显的赢家,一种方法的选择要主要是取决于研究目的。例如, NuGEN 能够极好地应用于非常量小的样本。研究人员表在,这项研究中测试是1 ng和100 ng的样本量,但实际 NuGEN 方法可以达到比这更低。它也非常适用于已经降解的 RNA 。

  SMART 方法也适用于微小样本,不过其要求 RNA 必须是完整的。

  而在另一项发表在《Nature》杂志上的研究中,研究人员利用 SMART 方法对单个免疫细胞的转录组进行了测序,揭示了这些单细胞在基因表达上的异质性。

  研究小组过去一直采用 NuGEN 来测量单个病毒颗粒的转录组,单个病毒颗粒的 RNA 量不超过 1 皮克。研究人员表示,由于从未尝试过用 NuGEN 法来检测单细胞,因此无法判定哪个更好一些。

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