Shbio lncRNA芯片服务

  • 来源:上海伯豪生物技术有限公司/生物芯片上海国家工程研究中心
  • 时间: 2017/9/18
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     长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA) 指的是长度在200-100000 nt之间的RNA分子。它们不编码蛋白,但参与细胞内多种过程调控。人们对lncRNA的认识还处在初级阶段,lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”,是RNA聚合酶II转录的副产物,不具有生物学功能。然而,近年来的研究表明,lncRNA参与了X染色体沉默,基因组印记以及染色质修饰,转录激活,转录干扰,核内运输等多种重要的调控过程,lncRNA的这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。lncRNA的种类远远超过编码RNA,哺乳动物基因组序列中4%~9%的序列产生的转录本是lncRNA(相应的蛋白编码RNA的比例是1%-5%)。lncRNA已经成为非编码RNA研究领域的一个热点。

    lncRNA研究的重要一步是发现与特定疾病相关的lncRNA。传统的lncRNA筛选方法(SELEX等)效率低下,假阳性率高。而基因芯片具有覆盖全面、高效、准确的特点,因此用基因芯片来筛选lncRNA是一种准确快捷的方法。

    上海伯豪针对广大客户的需求,开发出全新的lncRNA芯片,并利用Agilent公司专利的SurePrint技术制造。为您提供完善的基因芯片技术服务,并完成数据分析,提供完整的实验报告。

    一、Shbio lncRNA芯片

    1.芯片信息

                     

    2.技术特点

     

    1)探针密度高的lncRNA芯片产品;

    2)芯片采用Agilent eArray平台设计,使用Agilent SurePrint技术合成,技术重复性高于99%;

    3)覆盖主流数据库所有lncRNA,可同时检测lncRNA和mRNA,并挖掘两者之间的关联;

    4)检出率高:随机引物扩增方式,可同时扩增带Ploy-A和不带Poly-A的lncRNA,确保更多的lncRNA被检测出来;

    5)提供完整lncRNA芯片数据分析解决方案。                               

     

    技术重复散点图

    二、服务流程

    1.实验流程:

    2.数据分析流程:

    三、数据分析项目简介

    1. 归一化 
    lncRNA芯片采用的归一化的方法为quantile normalization。

    2. 差异LncRNA的筛选
    lncRNA芯片中既有lncRNA的探针又有mRNA的探针,分别做差异基因的筛选,筛选方法同表达谱的筛选方法是一致的,参见表达谱的差异基因筛选。

    3. 差异lncRNA分类
    LncRNA与蛋白编码基因的染色体位置关系,往往预示了lncRNA的功能。根据lncRNA与相邻编码蛋白基因的位置关系进行分类。可以分为:1)Sense- overlapping:与mRNA外显子有重叠区,转录方向一致;2)Antisense-overlapping:与mRNA外显子有重叠区,转录方向相反;3)Bidirectional:与mRNA转录方向相反,转录起始位置距离在1kb内;4)Intronic:lncRNA完全落编码蛋白基因的内含子中;5)lncRNA位于编码蛋白基因的基因间区。

    4. 差异lncRNA靶基因的预测 
    lncRNA可能通过调控mRNA发挥功能,因此有必要预测lncRNA的靶基因。

    lncRNA的靶基因预测分为cis预测与trans预测。Cis预测的原理是找出lncRNA所处染色体位置上下游10 kb范围内的蛋白编码基因。Trans预测先采用blast选出序列上与lncRNA互补mRNA序列,再利用RNAplex计算两序列之间的互补能量,筛选出可能稳定结合的mRNA。

    5. 差异lncRNA与靶基因共表达网络 

    预测出lncRNA的靶基因后,并可进一步在mRNA的数据中探寻该mRNA是否发生表达量的变化。由此构建差异lncRNA与靶基因相互作用网络图。


    差异lncRNA与靶基因相互作用网络图。方框代表lncRNA,圆形代表mRNA。连线表示可能的调控关系。

    节点面积越大,表示调控的mRNA越多,预示该lncRNA在调控网络中所起的作用可能越大。


    6. 差异lncRNA与差异mRNA的共表达分析 
    Shbio human lncRNA芯片能同时检测出差异表达的lncRNA和mRNA。我们将差异lncRNA和差异mRNA在一组样品中进行共表达分析,可以发现与某个lncRNA具有相同表达模式的mRNA。
    要求:每组数据3个或3个以上生物学重复

    实验组:



    对照组:


    lncRNA与mRNA共表达分析作用图,圆形带圈代表lncRNA,圆形代表mRNA。红色为上调基因,绿色为下调基因。

    7. 差异lncRNA靶基因的GO analysis 
    对lncRNA的靶基因进行GO Ontology的生物学的分类,根据Fisher's Exact Test,得到p-value,得到lncRNA靶基因对应的显著性功能,从而了解lncRNA的功能。

    8. 差异lncRNA靶基因的pathway analysis 
    对lncRNA靶基因按照Pathway的主要公共数据库KEGG和Biocarta来进行分类,对Pathway中的基因进行基于离散分布的显著性分析,得到与实验目的有显著联系的Pathway 分类,由这些pathway对应相应的靶基因,从而获得该分类即导致lncRNA差异的重要Pathway。

    9. 差异lncRNA的转录因子的预测 
    提取lncRNA TSS的上游2000bp,下游500bp,利用HMM的算法根据TRANSFAC8.1数据库预测其转录因子。

    四、应用案例:EMT相关signatures筛选与功能分析

          上皮细胞到间质细胞的转化(EMT)和肿瘤转移密切相关。近年来的研究表明lncRNA作为调控因子参与了复杂的生物学过程和疾病的发生发展。来自重庆中医药大学的研究人员利用lncRNA芯片筛选,找到了肿瘤细胞迁移相关转录因子Twist诱导的EMT过程相关lncRNA和mRNA。结合GO和pathway分子功能注释,研究人员建立了Twist诱导EMT相关的下游信号通路。特别是一些参与Twist诱导EMT过程中调控WNT signaling pathway相关的lncRNA的鉴定,为我们更好的理解肿瘤转移过程中Twist通过影响lncRNA而诱导EMT的过程提供了新的见解。本研究lncRNA表达谱芯片检测由上海伯豪生物技术有限公司完成。

     
    原文出处:LncRNA expression signatures of twist-induced epithelial-to-mesenchymal transition in MCF 10A cells. Cell Signal. 2014 Jan;26(1):83-93. doi: 10.1016/j.cellsig.2013.10.001. Epub 2013 Oct 8. 使用服务类型:SBC-lncRNA芯片服务

    五、lncRNA芯片结果验证方案

    上海伯豪 “生物标志物平台”推出针对lncRNA芯片结果, 验证的技术服务:采用QuantiGene技术、荧光定量PCR技术、ViewRNA原位检测技术等,对lncRNA芯片结果进行验证。

    六、参考文献

    1. Amaral PP, Clark MB, Gascoigne DK, Dinger ME, Mattick JS (2011). lncRNAdb: a reference database for long noncoding RNAs. Nucleic Acids Res 39: D146-151.
    2. Pruitt KD, Tatusova T, Maglott DR. NCBI reference sequences (RefSeq): a curated non-redundant sequence database of genomes, transcripts and proteins. Nucleic Acids Res. 2007 Jan;35(Database issue):D61-5. Epub 2006 Nov 27.
    3. Rinn,J.L.,et al.,Functional demarcation of active and silent chromatin domains in human HOX loci by noncoding RNAs. Cell,2007.129(7):p.1311 23.

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