眾所周知基因的表達(dá)是十分復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，除了轉(zhuǎn)錄調(diào)控和表觀修飾的調(diào)控機(jī)理，轉(zhuǎn)錄后還有許多復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制，比如目前相對比較成熟的非編碼RNA的研究內(nèi)容?；诙鷾y序技術(shù)的全轉(zhuǎn)錄組測序研究，同時分析同一樣本中的mRNA，lncRNA，circRNA和miRNA，并且通過相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)分析和ceRNA網(wǎng)絡(luò)分析，使研究內(nèi)容更加系統(tǒng)化，致力于深入挖掘生命現(xiàn)象背后的轉(zhuǎn)錄調(diào)控問題。ceRNA網(wǎng)絡(luò)是全轉(zhuǎn)錄組分析的核心，有助于縮小篩選范圍，挖掘關(guān)鍵基因。ceRNA（即競爭性內(nèi)源RNA）由Pandolfi等人于2011年提出，是指所有類型的RNA都可以通過microRNA應(yīng)答元件進(jìn)行相互作用。ceRNA可以通過競爭性的結(jié)合miRNA來調(diào)控彼此的表達(dá)，如：miRNA可以導(dǎo)致基因沉默，而lncRNA競爭性結(jié)合了miRNA，從而影響了miRNA導(dǎo)致基因沉默這一功能。這里，mRNA、lncRNA、circRNA等均可作為ceRNA。

全轉(zhuǎn)錄組測序文庫構(gòu)建及分析內(nèi)容

ceRNA整合分析、全轉(zhuǎn)錄組研究思路

全轉(zhuǎn)錄組分析思路：①單一RNA的標(biāo)準(zhǔn)分析，lncRNA，circRNA，mRNA和miRNA鑒定和注釋，差異表達(dá)和序列特征分析，對于mRNA直接進(jìn)行差異基因功能注釋和富集分析，對于差異非編碼RNA則對其預(yù)測的靶基因或來源基因（circRNA來源基因）進(jìn)行功能注釋和富集分析；②每種RNA單獨(dú)分析后,把所有RNA整合在一起進(jìn)行ceRNA整合分析，可以兩兩間，三者之間以及四種RNA的聯(lián)合分析，多層面、多角度全面闡述生物學(xué)問題。

總而言之，與單一的mRNA研究相比，全轉(zhuǎn)錄組研究可同一批樣本獲得2種文庫，分析4種RNA，節(jié)省送樣量；項(xiàng)目性價比高，易發(fā)高分文章；縮小差異基因范圍，減少傳統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)工作量。接下來小編以非編碼RNA對小鼠黑色素細(xì)胞發(fā)育調(diào)控作用為例，給大家分享一篇單一lncRNA分析和一篇全轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析文章，以闡明全轉(zhuǎn)錄的優(yōu)勢。
成功案例一

英文標(biāo)題：Differential Expression of lncRNAs and predicted target genes in normal mouse melanocytes and B16 cells

中文標(biāo)題：lncRNA及其靶基因在正常小鼠黑素細(xì)胞和B16細(xì)胞中的差異表達(dá)

發(fā)表雜志：Experimental dermatology.2018

影響因子：3.96

合作單位：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)與獸醫(yī)學(xué)院

材料：C57BL-6J小鼠皮膚正常黑素細(xì)胞，C57BL-6J小鼠B16黑色素瘤細(xì)胞

方法：Illumina HiSeq；lncRNA seq

主要研究結(jié)果：

1. lncRNA的鑒定和差異分析，使用四種計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)2319個lncRNAs在正常黑素細(xì)胞和B16細(xì)胞中均表達(dá)，其中373個在顯著水平上差異表達(dá)。對前6個差異表達(dá)的lncRNA進(jìn)行qRT-PCR驗(yàn)證，結(jié)果顯示測序數(shù)據(jù)中表達(dá)趨勢相同。

2. 通過靶基因預(yù)測，發(fā)現(xiàn)367個差異表達(dá)lncRNAs的靶基因，KEGG分析顯示，211個已知基因是Wnt信號通路、TGF-β信號通路、MAPK信號通路、NF-κB信號通路、黑色素瘤和其他幾種癌癥相關(guān)調(diào)節(jié)通路中的靶基因。其中，43個lncRNA和靶基因與黑素發(fā)生和黑素瘤途徑相關(guān)。

3. lncRNA-mRNA關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)在差異表達(dá)的lncRNAs中，lnc-13317.1通過靶向BRCA1，且原位雜交顯示BRCA1 mRNA在B16細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，預(yù)測BRCA1在黑色素瘤細(xì)胞周期中發(fā)揮作用。

成功案例二

英文標(biāo)題：The comprehensive detection of miRNA, lncRNA, and circRNA in regulation of mouse melanocyte and skin development

中文標(biāo)題：綜合檢測miRNA、lncRNA和circRNA對小鼠黑素細(xì)胞和皮膚發(fā)育的調(diào)控作用

發(fā)表雜志：Biological research .2020

影響因子：5.612

合作單位：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院

材料：C57BL/6J和ICR小鼠，分別取胚胎15天和出生7天的皮膚樣本，每組3個生物學(xué)重

方法：Illumina HiSeq；全轉(zhuǎn)錄組測序

主要研究結(jié)果：

1. miRNA、lncRNA和circRNA鑒定和差異分析：鑒定出了206種和183種不同表達(dá)的miRNA, 600種和800種不同表達(dá)的lncRNA，以及50種和54種不同表達(dá)的circRNA。

2. 差異非編碼RNA靶基因預(yù)測：GO term和pathway分析差異表達(dá)miRNA、lncRNA的靶基因以及circRNA的宿主基因，結(jié)果顯示circRNA的宿主基因主要富集在細(xì)胞過程和單個生物體過程中；miRNA的靶基因主要富集于染色質(zhì)結(jié)合和核內(nèi)鈣離子結(jié)合；lncRNA相關(guān)基因的功能是翻譯后修飾。

3. ceRNA網(wǎng)絡(luò)分析：lncRNA和circRNA的ceRNA網(wǎng)絡(luò)顯示了ncRNA與皮膚發(fā)育和黑素細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的mRNA之間復(fù)雜的相互作用，如與黑色素細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的Tcf4、Gnas和Gpnms。