次世代定序

基因調控相關定序服務

RNA是什麼?

分子生物學的中心法則為「DNA轉錄成RNA,RNA轉譯成蛋白質」,因此RNA就是基因表達 (Gene Expression) 的產物,RNA分子具有多樣性,例如mRNA、lncRNA、small RNA、tRNA和rRNA等,各自在細胞中扮演不同作用。

以人類為例,基因體 (Genome) 約為3 Gb,總共有2萬多個基因 (Gene),同一個基因在不同的器官和組織中,會有不同的基因表達量 (Gene Expression),產生不同RNA分子 (RNA transcript)。

舉例來說:同樣具有分泌功能的胃壁細胞和淚腺細胞,胃壁細胞會分泌胃酸以消化分解食物,而眼睛淚腺細胞會分泌淚液而非胃酸!(相信大家不敢想像如果眼淚變成胃酸有多恐怖!)。其實淚腺細胞和胃壁細胞擁有相同的DNA和基因,但因為在兩種器官和組織中有著不同的基因調節 (Gene Regulation),轉錄出不同的mRNA分子,進而轉譯出不同蛋白質 (Protein),造就了截然不同的器官功能,胃執行消化功能,而眼睛能夠流淚,維持正常的生理機能。

隨著次世代基因定序 (NGS) 技術的發展,我們能夠對細胞內的RNA進行定序,以獲得某特定組織或器官在特定狀態下的基因表達,包括選擇性剪接的轉錄、轉錄後的修飾以及基因表現量改變等資訊,廣泛應用於基礎研究、臨床診斷、藥物研發、農業生技等範疇。

RNA定序可以如何應用在生活上

評估疾病狀態或用藥效果

RNA-Seq可以看到動態的基因表現狀況,可用來監測、診斷疾病的狀態,例如:

  • 用藥前後的基因表現差異,投藥是否成功活化或抑制目標基因表現
  • 基因融合 (Gene fusion) 相關疾病檢測與癌症分類:以急性骨髓白血病 (AML) 最具有代表性,其在t(8;21)(q22;q22) translocation造成AML1-ETO嵌合,造成Transcripts轉錄異常。
  • 選擇性剪接 (Alternative splicing) 在發育疾病、神經退化疾病或是癌症的研究,例如乳癌的BRCA1/BRCA2。

感染疾病的追蹤、診斷

  • 研究RNA病毒分類、病毒基因體定序、傳播緣起、路徑與追蹤:由RNA病毒引起的傳染病,常見的有登革熱 (Dengue virus)、A型肝炎 (hepatitis A virus, HAV)、B型肝炎 (Hepatitis B virus, HBV),和在2002-2003年間流行的SARS (SARS-CoV),以及2019年起擴展全球的武漢肺炎疫情 (COVID-19) 等。
  • 細菌性感染的抗藥性偵測與診斷:例如肺結核病之病原Mycobacterium tuberculosis 難以培養,利用RNA-Seq則可加速診斷。

農業與畜牧業分子優良品系篩選

  • 抗藥性、耐藥性、抗病、抗蟲害等特性篩選:可在表現型 (phenotype) 尚未展現時利用RNA-Seq先行偵測並篩選。
  • 環境變化或實驗處理造成的基因表現差異,與其表現型之關聯研究。
  • 用藥前後的基因表現差異,投藥是否成功活化或抑制目標基因表現。

RNA定序服務

基米提供了illumina短讀長與PacBio長讀長兩種高通量定序平台,讓臨床醫師與科研人員可依照自己的實驗目的需求,選擇最適合的定序方案。RNA產品分類如下圖:

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