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Die RNA-Sequenzierung oder RNA-Seq ist eine Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnik, die RNA-Sequenzen in einer Probe identifiziert und quantifiziert.
Es kann zur Analyse von Gesamt-RNA oder spezifischen RNA-Populationen wie mRNA, tRNA, rRNA und miRNA verwendet werden. Die Technik hat vielfältige Anwendungen in der Transkriptomanalyse, der differentiellen Genexpressionsanalyse und der RNA-Editierung.
Im Falle der Analyse spezifischer Populationen muss der interessierende RNA-Typ von den anderen RNAs isoliert werden. mRNAs können mit Oligo-dT-Sonden isoliert werden, die komplementär zu den Poly-A-Schwänzen sind, die auf mRNA-Transkripten vorhanden sind. MicroRNAs, die in der Regel etwa fünfzehn bis dreißig Nukleotide lang sind, werden durch größenbasierte Extraktionsmethoden isoliert.
Alternativ kann kontaminierende RNA, wie z. B. ribosomale RNA, unter Verwendung von Oligonukleotiden entfernt werden, die zu der Verunreinigung komplementär und kovalent an magnetische Beads gebunden sind. Die hybridisierte ribosomale RNA wird mit einem Magneten von der Probe getrennt, wobei die interessierende RNA zurückbleibt.
Die gereinigte RNA wird von dem Enzym reverse Transkriptase als Matrize verwendet, um cDNA zu erzeugen, die mittels PCR weiter amplifiziert wird, um eine Bibliothek für die Sequenzierung zu erstellen.
Die Sequenzierung kann mit einer von mehreren verfügbaren Technologien durchgeführt werden. In einer der gebräuchlichsten werden cDNA-Fragmente mit kurzen Oligonukleotidsequenzen, den sogenannten Adaptern, ligiert, die als Primer-Bindungsstellen für die PCR-Amplifikation dienen. Adapter können auch einzigartige Sequenzen aufweisen, die als Barcode-Sequenzen bezeichnet werden und zur Kennzeichnung und Identifizierung jedes cDNA-Strangs verwendet werden.
Die Bibliothek wird dann mittels PCR amplifiziert. Anschließend wird es auf eine niedrige Konzentration verdünnt und mit Hitze zu Einzelsträngen denaturiert, bevor es auf einem Sequenzierungschip, der aus Oligonukleotiden besteht, die zu den Adaptern komplementär sind, immobilisiert wird.
Nach dem Anhängen wird die einzelsträngige DNA mit Hilfe von Verfahren wie der Brückenamplifikation kloniert, um DNA-Cluster mit derselben Sequenz zu bilden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Stränge aus einem Bereich auf dem Chip aus einer einzigen Quelle stammen und während der Sequenzierung ein gleichmäßiges Signal abgeben.
Die Sequenzierung kann strangspezifisch oder nicht-strangspezifisch sein. Bei strangspezifischen Protokollen wird der komplementäre Strang abgewaschen und der andere für die Sequenzierung verwendet.
Fluoreszenzmarkierte Nukleotide werden dann zu den Strängen auf dem Chip hinzugefügt, um einen neuen komplementären Strang zu erzeugen. Bei jeder Zugabe wird eine charakteristische Fluoreszenz emittiert, die von einem Detektor abgelesen werden kann.
Mehrere Millionen Cluster unterschiedlicher cDNA-Fragmente können mit diesen Methoden gleichzeitig sequenziert werden. Die resultierenden Daten können dann mit einem Referenzgenom abgeglichen und zu einer RNA-Sequenzkarte für die Analyse zusammengesetzt werden.
RNA-Sequenzierung, auch RNA-Seq genannt, ist eine Hochdurchsatz-Sequenzierungstechnologie, die verwendet wird, um das Transkriptom einer Zelle zu stud…
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