基础篇：全转录组测序介绍，科研小白的进阶之梯！| 转录调控专题

一、全转录组的概念

转录组狭义上指某一生理条件下细胞内所有mRNA的集合，广义上是指某一生理条件下细胞内所有转录产物的集合，包括mRNA和非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）。非编码RNA包括具有调控功能的ncRNA和管家基因（如tRNA、rRNA等）。

对转录组中的非编码RNA，目前的研究多集中在具有调控功能的small RNA（以miRNA为代表）、长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）和环状RNA（circular RNA，circRNA）上，而这几类ncRNA的调控对象都和mRNA有关。

因此，全转录组即包含了ncRNAs和mRNA，其并不是一个新概念，提出全转录组的概念是为了与狭义的转录组概念（mRNA）有所区分。

二、全转录组文库建库方案

全转录组测序有两种文库建库方案

经济型：

构建2个测序文库，一个小RNA文库和一个去除核糖体RNA（rRNA）的链特异性文库，然后分别上机测序。小RNA文库可以分析获得miRNA的信息（包含序列、表达量等），去除rRNA的链特异性文库可以分析获得mRNA、lncRNA和circRNA的信息。

大容量型：

构建3个文库，一个小RNA文库、一个去除rRNA的链特异性文库和一个去除线性RNA的链特异性文库（RNase R），其中去线性RNA的链特异性文库可以较为专一的检测circRNA，从而实现对低丰度circRNA的鉴定、定量和功能分析。

三、全转录组文库分析流程

基于全转录组构建的文库组合分别进行mRNA、lncRNA、circRNA和miRNA的分析，然后进行RNA互作调控分析。

除了单独组学的分析内容外，还可以提供基于检测结果的miRNA-mRNA关联分析、lncRNA-mRNA关联分析、ceRNA（lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA）等分析内容。

全转录组整合分析流程图

四、基于研究目的的建库方式选择

如果我们研究基因表达变化的同时也对非编码RNA对其调控作用感兴趣，想深入挖掘解读生命现象背后的转录与调控问题，可以开展全转录组测序。

通常全转录组的主要内容是四种RNA的表达（mRNA、lncRNA、circRNA、miRNA）、差异水平以及彼此间的互作关系。检测不同的RNA,可能需要使用不同的建库策略。

普通转录组建库是利用oligo-dT亲和纯化polyA，因此主要针对mRNA（蛋白编码基因）。如果我们只关注蛋白在转录水平上的变化时，开展普通转录组测序即可。

lncRNA建库是利用去核糖体反向富集lncRNA、mRNA、circRNA等RNA,理论上包含除核糖体外的其他所有RNA,但是后续在片段筛选时筛选的是300bp左右，因此在进行后续建库后，部分RNA已经被过滤掉了，比如miRNAs、miRNAs前体、tRNAs、部分snoRNAs等。

如果在去核糖体的基础上进一步使用RNase R消化线性RNA，则可以进一步富集circRNA，实现对circRNA的专一检测。

专一检测不是说所有的线性RNA被消化，而是消化后的文库不适合再用于分析mRNA、lncRNA的表达水平。对于研究较少的物种而言，去核糖体试剂盒可能效果欠佳。

对于miRNA测序而言，片段筛选使用胶纯化，割胶时实现片段范围的筛选。

如果关注比miRNA经典长度更长的小RNA，需要调整割胶范围，同时也可能需要调整后续的测序模式，因为SE50可能无法满足需求。

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