RNA sequence单分子直测技术
生命组学
按照功能分类遗传物质,可能的分类有系统流、操作流、平衡流等等。下面是使用该理论解释DNA与RNA的关系:
DNA和RNA有很大不同,DNA存储遗传信息,作为生命活动的最内核物质,如同操作系统内核一样,因而被称为系统流。依据中心法则得到的翻译得到RNA,RNA再翻译成蛋白质,蛋白质用于生命活动,所以RNA是随着生命活动不断转移和改变的,故被称为操作流。为了满足不同生命活动的需要,RNA变得比DNA灵活许多。但是DNA作为遗传物质的内核,必须保证一定的稳定性,否则生物形态就不可能在一段时间内保持稳定。
RNA的灵活性体现在它的碱基互补配对范围的扩大,链上存在大量的修饰,同一个体细胞内RNA序列的不同,易突变(时间异质性和空间异质性),数据量(不同分类*不同修饰(修饰核苷酸的重要性:高比例,参与结构,细胞中动态变化)*其他机制...)一旦上升,其组合数目也在上升,因而类型繁多,最终导致功能强大。
Eg:rRNA具有平衡流(极端条件下的活动)和操作流(日常活动)两方面功能,这说明生化反应离不开rRNA。
为了研究单分子内的活动(特别是RNA的活动),现在存在以下检测化学修饰的技术:
A.质谱:分辨率和敏感度低;
B.抗体捕获+RNA-seq;
C.化学变构+RNA-seq;
d逆转录+RNA-seq
它们存在的共同缺点:需大量样本,间接测序,无法实现单细胞、单分子的定位、定时、定量。尽管存在以上问题,若我们用DNA测序技术的话,效果更不好。因为DNA测序技术是将RNA打碎,然后反转录为cDNA,因为RNA上的修饰位点无法找到互补碱基,所以利用此方法找到的cDNA是不准确的。
如今,可以测得的转录组数据有以下格局:
现有设备无法测得修饰,使用现存技术错误率高,所以急需能测修饰的设备。现有的技术有:
四代单分子RNA测序的核心技术:
1.ZMW:在模板链将带荧光的游离核苷酸分子固定下来的过程中,基于AI的图像识别技术,找到该荧光分子通过质谱确定其base
2.采用人造纳米孔模仿噬菌体的蛋白泵(该蛋白泵会将核苷酸分子泵出来),通过检测测电流变化以此确定base
reference:yujun An Introduction to Holovivology (Lifeomics)
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