转录组测序(RNA-Seq)的研究对象是特定细胞在某一功能状态下所能转录出来的所有mRNA的总和。新一代高通量测序技术能够全面快速的获得某一物种特定组织或器官在某一状态下的几乎所有转录本序列信息,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)等生命科学重要问题。
1. 十五年转录组测序分析经验,自主研发了多个生物学领域内认可的算法,如差异可变剪接算法ASD、CASH等,检出率和准确度超过同类软件;
2. 不依赖已有物种信息,可研究非模式物种,针对不同平台的数据,制定多套流程;
3. 烈冰自主搭建转录组分析云平台,一键实现数据分析,包括基础分析和高级数据分析;
4. 整合了众多学术界公认的转录组相关数据库,从本质上提高后期分析的广度和精度,助力SCI文献1000+,助力研究团队在Nature发表全球首例自闭症猴模型。
组织样品:
1. 动物组织≥1g;
2. 植物组织≥2g;
3. 细胞样品≥1×106个;
4. 全血≥2mL;
5. 菌体≥106个或≥30mg。
RNA样品:
1. 样品需求量: RNA≥10 μg;
2. 样品浓度:RNA样品≥100 ng/μl;
3. 样品纯度:OD260/OD280在1.8-2.2之间,OD260/OD230≥2,28S/18S≥1,动物样品RIN≥7.0,植物样品RIN≥6.5,RNA无明显降解。
1. 客户样本:保证细胞量在106个以上,否则则需风险建库;
2. RNA提取:经典试剂盒快速提取法;
3. RNA质控:凝胶电泳质控→Nanodrop质控→Agilent2200质控;
4. 文库构建:polyA建库;
5. 上机测序:烈冰建议选择NovaSeq测序平台,双端测序,通量大,碱基精度高,且成本低,速度快。推荐数据量:6Gb。
实验分组:
转基因(TG)(T14、T05、T07 和 T09)食蟹猴:野生型(WT)食蟹猴=4:4
主要技术手段:
转录组测序、PCR 、Southern blotting 、免疫组化染色、Western blotting 、代谢质谱等
分析方法:
差异表达基因筛选分析、基因表达量分析、基因组整合位点分析、行为学数据分析、拷贝数分析等
自闭症(autism)为一种脑部因发育障碍所导致的疾病,其特征是情绪表达困难、社交互动障碍、语言和非语言的沟通有问题,以及日常上常见的、表现出限制的行为与重复的动作,明显的特定兴趣。不能进行正常的语言表达和社交活动,常做一些刻板和重复性的动作和行为。自闭症的病因仍然未知,很多研究人员怀疑自闭症是由基因控制,再由环境因素触发。自闭症现在还没有有效的治疗方法。
自闭症研究的一个重要障碍就是缺乏可以忠实地再现人类患者中的自闭症症状的动物模型。虽然已有小鼠自闭症动物模型,然而人类大脑与神经系统的复杂程度远非啮齿类可以比拟,在研究人类神经与精神方面的疾病时,小鼠动物模型往往显得捉襟见肘。为了获得更高级的动物模型和更复杂的神经系统来模拟人类复杂的神经系统,仇子龙和孙强团队尝试用非人灵长类动物——食蟹猴,这种神经系统与人类高度相似的猕猴,来构建携带人类MECP2基因的模型。
(A)病毒载体中外源转基因片段的设计方案。(B)在母亲照看下的新生F0代转基因食蟹猴。(C)深度测序得到的转基因插入位点的全基因组Mapping。(D)行动路线追踪结果示意及重复路径时间结果统计。(E)社群内社交行为检测的行为学范式。(F)F0代配对社交行为测试的结果。(G)新生的F1代转基因食蟹猴。(H)F1代配对社交行为测试结果。
本研究首先通过使用慢病毒载体侵染方法,将人类自闭症相关MECP2基因转入食蟹猴的基因组中,成功构建了携带人类自闭症基因的转基因猴模型。研究组还通过精巢异体移植的方法,成功得到了携带人类MECP2基因的第二代转基因猴,通过动物行为学研究发现,其在社交行为等方面也表现出了与亲代相同的人类自闭症特征。
研究组通过细致而严谨的分子生物学与遗传学实验证明了MECP2被成功转入转基因猴,且得到正确的表达,并用丰富而有说服力的动物行为学实验证明了转基因猴在刻板行为、社交行为等方面都表现出明显的类似人类自闭症症状。
这项工作在某种意义上可以算是自闭症研究领域里程碑式的成就,为科学家深入研究自闭症的机理进而攻克自闭症打开一扇大门。
烈冰生物也非常荣幸地参与了这项卓越的研究工作,为这项研究贡献了绵薄之力。为了证明转入的MECP2基因得到了正确的表达,研究者进行了转基因猴和野生型猴大脑皮层组织的比较转录组工作。我们利用Life Technologies的Ion Proton™测序平台进行了RNA测序并做了深入的生物信息学分析。结果证明转基因猴与野生型猴的大脑皮层在转录组水平上有明显的差异,特别是代谢和大脑发育相关的基因呈现显著不同的表达模式。这意味着转入的MECP2基因得到了正确的表达,调控了下游其他基因的表达。