RNAシーケンシング(RNA-seq)は、RNA分子の遺伝子測定と特性評価を可能にすることで、トランスクリプトを変形させました。その認識以来、技術はバルク測定から単細胞分解、短読から長期読解、および間接的な検出から原発RNAの直接的連動まで、多量測定から単一細胞分解へと進化させました。これらの開発は遺伝子規制の理解を深めるだけでなく、臨床診断、医薬品、医薬品、および複合材料などの新しい医薬品の早期発見、および直接的な分析、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および臨床検査、および検査、および検査、および臨床検査、および

プラットフォームのシーケンシングで進歩

ショート・リードシーケンシング:より高いスループットと精度

次世代シーケンシング(NGS)プラットフォーム、特にイルミナからなるもの、そして、ショートリードRNA-seq市場を廃止し続けています。 ]Illumina NovaSeq 6000]]は、非推奨のスループットを提供し、ベースごとに高精度と低コストを維持しながら、単一の実行中の数百のサンプルをシーケンシングできます。 最近のNovaSeqシリーズへのアップグレードは、これらの品質基準と異なる品質を向上させるために、異なるレベルの分析が維持されます。

長読みシーケンシング:フル長さのトランスクリプトをキャプチャ

Oxford Nanopore 技術と Pacific Biosciences (PacBio) の長読み技術は大幅に成熟し、読み取り長さが 10 キロを超えるようになりました。 ]Oxford Nanopore のMinION]] と Promethion プラットフォームは、ネイティブ RNA 分子のリアルタイムシーケンシングを提供し、PacBio の HiFi は、フルレンダー cDNA の 99% 以上の精度を読み取ります。 これらのコンプリクは、より詳細なワークフローを検証し、より詳細なワークフローを検証します。

シングルセルと空間トランスクリプト

単一セルRNAシーケンシング:細胞性ヘテロジェンシーを解決

単一セルRNAシーケンシング(scRNA-seq)は、現代のトランスクリプトの礎石になりました。ドロップレットベースのメソッドは、例えば[10x Genomics Chromium]など、管理可能なコストで1つの実験で数千の細胞のプロファイリングを有効にします。最近の革新には、コンビネーション(例えば、sci-RNA-seq)が含まれているため、マイクログラムや、マイクログラムの細胞のスケールや、および非分裂、およびマイクログラムの細胞をスケールアウトするような、および、これらの細胞のスケールを、および、および、および、および、および、および、および、および、および、および、細胞の細胞のスケールを、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または

空間的トランスクリプト:ティッシュコンテキストを追加する

バルクおよび単一セルRNA-seqは空間情報を失う。10x Visium、Slide-seq、およびMERFISHのような空間的トランスクリプト技術は、組織アーキテクチャを保全しながら遺伝子発現測定を可能にしました。Vimiumは、バーコード化されたキャプチャプローブを使用して、近くの細胞分解のセクションからRNAをマッピングします。MERFISHやseqFISH+などの高解像方法は、局部組織の細胞組織の変形を分解することを可能にします。これらの技術は、これらの組織の組織の組織の組織の核化と組織の生物学的変化を分析し、組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の組織の構成の組織の組織の構成の構成の構成の構成の構成の構成の構成の構成の構成の構成の構成の

RNAシーケンシングとエピトランスクリプト

直接RNAシーケンシング:バイアスの減少

従来のRNA-seqは、特に5′の端とGC-rich領域でバイアス、導入する逆転を必要とします。 直接RNAシーケンシング、オックスフォードナノポール、シーケンスネイティブRNA分子がcDNAに変換することなく、直接RNAシーケンスが必要です。 このアプローチは、本物のRNAの修正、多(A)テールの長さ、およびフルレングなトランスクリプト構造をキャプチャします。 ナノポール化学およびベースコールの最近の改良は、ナノポール化学および基礎測定アルゴリズムによって、より詳細な精度と実用的tropesを向上させ、RNAの直接的かつ正確なRNAの試験を実践的かつ効率的に行うことを可能にしました。

RNAの修正の検出

RNA分子は、N6-methyladenosine(m6A)、擬尿素、および5-methylcytosineなどの170以上の既知の化学的変更を含んでいます。これらの変更は、スプライス、安定性、および翻訳を調節します。直接RNAシーケンシングは、変更誘発されたベースコールエラーや信号シフトを特定し、抗体プルダウンなしで変更のトランスクリプトワイドマッピングを有効にします。トーボ、ナノポア、およびメタノールマインなどのコンパスの計算ツールは、新しい信号を生成し、他の元素を直接的に検出し、メタグラムを生成し、他の物質を直接的に検出します。

トランスクリプト分析のためのバイオインフォマティクスツール

治具および定量化

RNA-seqデータの爆発は、洗練された計算ツールの開発を主導しています。 短い読み物のために、STARやHISAT2などのスプライスアライナは、迅速かつ正確なマッピングを提供します。 サーモンやカルリストなどのスプライスアライナは、完全なアライメントなしでトランスクリプトの豊かさを推定することにより、大幅に定量を加速します。 すでにミニマップ2やuLTRAなどのアライメントツールは、長い読書の複雑さを処理します。 テラネベースの研究者や、大量のデータを分析することを可能にする、このような大規模なインフラストラクチャは、このような大規模なデータが、このようなデータを分析することができます。

差動式とスプライシング解析

差動式のための統計的な方法はより堅くなっています。DESeq2、edgeR、およびlimma-voomモデルのような用具は適切な配分、ハンドルのバッチ効果および制御の偽の検出率のデータを計算します。差動のスプライシングおよび分離の使用法、rMATS、FリーフカッターおよびSUPPA2のために代わりのスプライスのでき事を識別するべきspranscriptの量を増加します。機械学習との統合は病気に連結された変化の微妙な検出を改善します。

クラウドコンピューティングと再発性

現代のトランスクリプトのスケールは、スケーラブルなコンピューティングを必要とします。 Docker、Snakemake、またはNextflowを使用して再現可能なワークフローは、現在標準的です。 がんゲノムアトラス(TCGA)やENCODEなどの公共リポジトリは、二次解析のための膨大なデータセットを提供します。 コンテナ化されたツールは、さまざまなコンピューティング環境で一貫した結果を保証します。 RNA-seqバイオインフォマティクスの将来は、品質管理、正規化、および視覚化を最小限に組み込む自動化パイプラインにあります。

臨床・翻訳アプリケーション

がんトランスクリプト

RNA-seqは、混在遺伝子、スプライス異様体、および治療を導く式シグネチャを識別するために、腫瘍学内で広く使用されています。例えば、BCR-ABL、EML4-ALK、およびTMPRSS2-ERGなどの遺伝子融合の検出は、臨床RNA-seqパネルでルーチンとなっています。単細胞RNA-seqは、腫瘍の異質性および抵抗メカニズムを明らかにしています。血液中の血管疾患から非RNA治療までの細胞を含んだ液体バイオピースは、RNA-RNA-seqパネルに投与されます。

希少疾患診断

トランスクリプトムシーケンシングは、まれな遺伝疾患を診断する際に生じるゲノムまたは遺伝子配列を補完することができます。それは、非コーディング領域における病原性変異体を示す、異常なスプライシング、単体式、および式アウトレイヤを識別することができます。未診断疾患ネットワークやゲノムイングランドなどの大規模プロジェクトは、以前に解決されていない症例を解決するRNA-seqの実用性を実証しています。短読とRNA-seqの検出を組み合わせることは、構造体外的変形性を向上します。

チャレンジと未来の方向性

コストとスケーラビリティ

重要なコストダウンにもかかわらず、RNA-seqは多くの臨床設定のために高価です。単一セルおよび空間的方法は、定期的な大規模研究のためにまだ費用対効果が高くなります。長期シーケンシングは、高入力RNAと専門プロトコルを必要とします。マイクロ流体、自動化、およびシーケンシング化学の継続的な進歩は、さらにコストダウンをもたらすことが期待されています。ミニオンのようなポータブルデバイスは、低資源設定でアクセス可能なシーケンシングを行います。

データ複雑化と統合

ゲノム、プロテオミクス、およびエピゲノムとトランスクリプトオムニティクスを組み合わせたマルチオミクスの統合 - 高度な統計と機械学習アプローチを必要とします。 多オミクス因子分析(MOFA)やディープラーニングモデルなどのメソッドは、データレイヤーを横断するコヒーレント生物学的経路を特定することができます。 バッチ効果の処理、欠落データ、および異なる測定スケールは、課題を解決します。 GA4GHやFAIRの原則などの調和基準の発達は、研究に不可欠です。

人工知能と予測モデリング

トランスクリプト分析のためにAIがますます活用されています。ディープニューラルネットワークは、シーケンスからスプライシングされた結果を予測し、式プロファイルから腫瘍サブタイプを分類し、薬物反応性バイオマーカーを特定します。 トランスとゲノムデータに適応する大型の言語モデルが新興(例えば、DNABERT、エンフォーマー)されています。 これらのツールは、トランスクリプトデータからより深い洞察を抽出することを約束しますが、大規模な、よく訓練されたトレーニングデータセットと、過度の不適切な解釈を避けるために注意が必要です。

コンテンツ

RNAシーケンシング技術は驚くべきペースで進歩しています。 改良された短距離および長期間にわたるプラットフォームから単一セルおよび空間的方法まで、研究者は、これまでにないツールキットを持たずに、トランスクリプトを断続的に取り込むことができます。 RNAシーケンシングとエピトランスクリプトミクスは、RNAの修正とネイティブ分子をキャプチャすることで新しい次元を追加します。 バイオインフォマティクスパイプラインは進化し、分析をよりアクセス可能かつ再現可能なコストを増大させます。 臨床研究が加速し、他の臨床研究が加速するにつれて、RNAの根幹部材が増加し、RNAの根本質を増加させます。