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遺傳中心法則表明，DNA是生物體內(nèi)遺傳信息的載體。遺傳信息在精密的調(diào)控下從DNA轉(zhuǎn)錄成RNA,，再傳遞到蛋白質(zhì),。因此RNA被認(rèn)為是DNA與蛋白質(zhì)之間生物信息傳遞的“橋梁”，在研究轉(zhuǎn)錄組信息中占有著重大的作用,。
背景介紹
轉(zhuǎn)錄組（transcriptome）是指在某一特定的生理?xiàng)l件下,，細(xì)胞、組織或者生物體內(nèi)所有的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的集合,，即轉(zhuǎn)錄出來(lái)的所有RNA總和,，包括編碼RNA（即mRNA）和ncRNA（tRNA、rRNA,、miRNA,、lncRNA、circRNA）等不同類(lèi)型的RNA分子,。在這之中核糖體RNA (rRNA) 約占RNA總量的 80%,，是多的一類(lèi)RNA，通常這類(lèi)RNA分子量比較大且代謝不活躍,，種類(lèi)包括：原核生物中5S rRNAs,、16S rRNAs和23S rRNAs三種，真核生物中5S rRNAs,、5.8S rRNAs,、18S rRNAs和28S rRNAs四種。
圖1：RNA分類(lèi)圖
rRNA的“作用”
隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）和DNA元件百科全書(shū)計(jì)劃（ENCODE）的完成,，人們發(fā)現(xiàn)在人類(lèi)基因組中大部分DNA都可以轉(zhuǎn)錄成RNA,，但是僅有1.5%的核苷酸序列用于蛋白質(zhì)的編碼，剩余不編碼蛋白質(zhì)的的非編碼RNA（ncRNA）,，被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄噪音,。這種轉(zhuǎn)錄組噪音（無(wú)效信息）基本全部來(lái)源于豐度zui高的成員——rRNA。
測(cè)序的目的就是為了更多的獲得生物信息,，但是rRNA這個(gè)在RNA中zui豐富的成員卻只能提供非常少的轉(zhuǎn)錄本的信息,，且檢測(cè)到過(guò)多的rRNA會(huì)掩蓋其它基因的表達(dá)豐富度；因此,，通常在測(cè)序之前從RNA樣品中除去rRNA,，rRNA去除的效率也被視為zui大化讀取到轉(zhuǎn)錄物的關(guān)鍵因素。
圖2：人類(lèi)組織或細(xì)胞總RNA中各種RNA分布餅狀圖
rRNA的“去除法”
目前rRNA去除的方法主要有兩種,，一種是通過(guò)DNA探針或者RNA探針雜交捕獲rRNA再用磁珠吸附去除的方法,，這種方法稱(chēng)為Ribo-Zero-seq,；另一種是利用雙鏈特異性核酸酶處理的方法提取mRNA，稱(chēng)為DSN-seq,。兩種方法對(duì)應(yīng)的原理與區(qū)分如下所示：
方法一（DSN-seq）
去除流程：特異性探針（區(qū)分物種）與rRNAs雜交——RNase H消化rRNAs——DNase I消化探針——其他RNA富集純化
占比：在市場(chǎng)現(xiàn)有品牌中占據(jù)絕大多數(shù)
優(yōu)勢(shì)：樣本起始量要求低,；rRNA殘留量更低
缺點(diǎn)：其操作較復(fù)雜；暫無(wú)混合樣本效果驗(yàn)證,；
流程圖：
方法二（Ribo-Zero-seq）
去除流程：生物素標(biāo)記探針與rRNAs雜交——鏈霉親和素磁珠去除探針與rRNAs——其他RNA富集純化
占比：Illumina RiboZero與Thermo RiboMinus系列使用該方法
優(yōu)勢(shì)：磁珠法,，操作簡(jiǎn)單；可應(yīng)用于混合樣本,；
缺點(diǎn)：樣本起始量要求高（一般為1 μg）,；rRNA殘留量相對(duì)方法1略高；
流程圖：
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rRNA的“高效去除”
Hieff NGS® MaxUp rRNA Depletion Kit (Human/Mouse/Rat)利用RNase H消化法去除人,、小鼠,、大鼠總RNA中的核糖體RNA。該試劑盒對(duì)于完整和部分降解的總RNA（如FFPE RNA）均具有良好的rRNA去除效果,?？捎糜诟咄繙y(cè)序分析mRNA和非編碼RNA，也可用于cDNA合成或其它下游應(yīng)用,。
圖3：1μg 293T 總RNA 進(jìn)行 rRNA 去除,，利用 qPCR 對(duì)比去除前后 rRNA 基因和 mRNA 基因的Ct值變化（左圖）
分別以1μg 人、小鼠,、大鼠總RNA為樣本,，試劑盒去除rRNA后建庫(kù)，測(cè)序獲得rRNA殘留%數(shù)據(jù)（右圖）
產(chǎn)品信息：
| 產(chǎn)品名稱(chēng) | 貨號(hào) | 規(guī)格 | *格（元） |
| Hieff NGS® MaxUp rRNA Depletion Kit (Human/Mouse/Rat) | 12253ES08 | 8T | 2530 |
| 12253ES24 | 24T | 9090 | |
| 12253ES96 | 96T | 29890 |
參考文獻(xiàn)：
- Adiconis X , Borges-Rivera D , Satija R , et al. Corrigendum: Comparative analysis of RNA sequencing methods for degraded or low-input samples[J]. Nature Methods, 2014, 11(2):210-210.
- Zhao W , He X , Hoadley K A , et al. Comparison of RNA-Seq by poly (A) capture, ribosomal RNA depletion, and DNA microarray for expression profiling[J]. Bmc Genomics, 2014, 15(1).
- Petrova O E , Garcia-Alcalde F , Zampaloni C , et al. Comparative evaluation of rRNA depletion procedures for the improved analysis of bacterial biofilm and mixed pathogen culture transcriptomes[J]. Scientific Reports, 2017, 7:41114.
