
RNAシークエンシングについての説明
RNAシークエンシング(RNA-seq)は、新しい種類のトランスクリプトミクスや遺伝子発現の研究発見を促進する、高感度で正確な次世代シークエンシング(NGS)技術です。生物学的サンプル中のRNA転写産物の完全なセットを捉えることで、RNA-seqは次のようなメリットをもたらします。
- 遺伝子発現解析のダイナミックレンジの拡大
- 存在量の少ない転写産物を検出するさらに高い特異性
- がんゲノミクス、免疫学、マイクロバイオーム研究および医薬品開発に必須の新しいアイソフォームの発見
RNAシークエンシングワークフローは、RNAを細胞や組織から単離するところから始まり、ライブラリー調製へと続きます。ライブラリー調製では、RNAがcDNAに変換され、断片化されてシークエンシングアダプターとライゲーションされます。調製されたRNA-seqライブラリーは、その後シークエンシングされて何百万ものリードを生成し、これがバイオインフォマティクスツールを使用して解析され、トランスクリプトームの洞察が明らかになります。
劣化したRNAや低インプットサンプルしかないという課題に直面していますか?トランスクリプトームの複雑性を克服するように設計されたQIAseq RNA-seqソリューションで、RNA-seqパフォーマンスを最大化しましょう。時間と労力を節約しながら、たとえば、オンターゲットの遺伝子発現リードを改善したり、低品質サンプルやFFPEサンプルの感度を向上させることができます。
RNA-seqのRNA抽出
RNAは、全血、糞便/マイクロバイオーム、培養細胞や、新鮮な組織、冷凍した組織、またはFFPE組織など、さまざまなソースから抽出できます。培養細胞は、通常高品質で均質なRNAを提供しますが、最適なサンプルタイプは生物学的な問題に依存します。たとえば、小腫瘍生検は不均質で低インプットとなることがあります。
RNAの品質は、スタート物質の品質と取り扱いが大きく影響します。理想的なのは新鮮な物質ですが、冷蔵・解凍のサイクルを最小限に抑えるとともに、すぐに安定化させ、適切に保管することが非常に重要です。
典型的なステップには、サンプルの安定化、破砕、均質化、RNA精製、濃縮、そして定量化と完全性評価のための品質管理(QC)が含まれます。
mRNA濃縮とrRNA除去
バルクRNAシークエンシングの紹介
バルクRNAシークエンシング(バルクRNA-seq)はトランスクリプトーム解析の手法であり、細胞集団、組織、または生検からプールされたRNAを抽出し、シークエンシングします。
シングルセルRNAシークエンシングとは異なり、バルクRNA-seqはさまざまな条件またはサンプルにおける平均遺伝子発現レベルを測定するので、シングルセルの分解能が必要ではない複雑な組織や大きな細胞集団の解析に特に有用です。一般には包括的なトランスクリプトームプロファイリング、差次的遺伝子発現解析、バイオマーカー探索、機能ゲノミクス研究で使用されます。
典型的なバルクRNAシークエンシングのワークフローには、ライブラリー調製(ストランド化または非ストランド化)が含まれます。これは、組織や細胞集団からの直接的なRNA抽出および増幅、cDNA合成、そしてアダプターや結合の付加が始点となります。トータルRNAシークエンシングのために、mRNAの濃縮またはリボソームRNA(rRNA)の除去を行わなければならないこともあります。調製されたライブラリーは、高スループットプラットフォームでシークエンシングされ、これによってトランスクリプトーム環境の堅牢な解析が可能になります。
ストランディッドな(方向性)ライブラリー調製は、転写産物の極性を維持します。ストランド情報はリードを正しい遺伝子に割り当て、“曖昧な”カウントを低下させるため、これは転写産物が逆鎖上で重なる(アンチセンス/IncRNA、UTRが重複する)ときには常に重要になり、非ストランド化データと比較して、重複領域では定量が優れていることが複数の評価で示されています。
RNA-seqライブラリー調製法
正しいRNAシークエンシングライブラリー調製法の選択は、実験目標、予算、対象とする生物のリファレンストランスクリプトームの入手可能性など、複数の要因に依存します。
ここに挙げるQIAseqライブラリー調製キットは、市販されている大半の中スループットおよび高スループットのシークエンサーに対応します。
トータルRNAシークエンシング
mRNAシークエンシング
3’ RNAシークエンシング
miRNAシークエンシング
低インプットRNA-seq
ターゲットRNAシークエンシング
シングルセルRNAシークエンシングの紹介
シングルセルRNAシークエンシング(scRNA-seq)は、シングルセルレベルでRNA転写産物の不均一性を調べ、複雑な組織や生物内の多様な細胞の種類、機能、相互作用を明らかにします。このため、分化、増殖、腫瘍形成などのダイナミックプロセスの研究に特に有用となります。
標準scRNA-seqワークフロー
- 細胞分離 – 個々の細胞が、大きな組織や細胞懸濁液から分離されます
- mRNAキャプチャーとcDNA合成 – ポリアデニル化したmRNAが抽出され、cDNAに変換されます
- ライブラリー調製 – 分子バーコード(UMI)と細胞バーコードが追加され、細胞毎に転写産物が識別されます
- シークエンシング – ライブラリーがNGSプラットフォーム上でシークエンシングされます
- バイオインフォマティクス解析 – リードが解析され、各細胞の遺伝子発現プロファイルが生成されます
シングルセルまたは限られたRNAを使うからといって、必ずしもトランスクリプトームの見解が限定されるわけではありません。
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RNA-seq解析
成功事例
劣化した、低品質の、またはシークエンシングが困難なRNAサンプルでRNA-seqを成功させるためのガイド
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