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)