拓展阅读六 大规模平行信号测序系统(massively parallel signature sequencing,MPSS)

MPSS是以测序为基础的一种基因表达谱自动化和高通量分析新技术。
MPSS的原理是采用能够特异识别每个转录子信息的序列信号(sequencesignature,16(20 bp)来定量地大规模平行测定相应转录子的表达水平。也就是将mRNA一端测出的一个包含10(20 bp的特异序列信号用作检测指标,每一序列信号在样品中的频率(拷贝数)就代表了与该序列信号相应的基因表达水平。MPSS所测定的基因表达水平是以计算mRNA拷贝数为基础的,是一个数字表达系统。只要将目的样品和对照样品分别进行测定,通过严格的统计检验,就能测定表达水平较低、差异较小的基因,而且不必预先知道基因的序列。
MPSS的操作步骤主要包括:①序列信号库的建立:首先用荧光标记的引物将来自组织或细胞的mRNA逆转录成其cDNA,随后与一段短寡核苷酸“标签”(tag,32 bp)融合表达,得到带有荧光标记的标签—序列信号片段,PCR扩增;②微球制备:微球直径一般为5(m,每个微球只偶联一种与“标签”序列相对应的特异性抗“标签”(anti-tag,即与“标签”对应的互补寡核苷酸片段),每一微球所携带的抗“标签”约为100 000个。理论上讲,微球种类(偶联抗“标签”的种类)应覆盖样本中所有表达的mRNA类型;③微球与序列信号库的反应,即“标签”与抗“标签”杂交反应;④序列测定:采用荧光激活细胞分选法(fluorescence activated cell sorting,FACS)获得与微球结合的序列信号,测定其序列;⑤生物信息学分析,获得高通量基因表达谱(图)。
图 MPSS的原理与基本步骤示意
注:将组织表达的RNA逆转录成cDNA并进行克隆,PCR获得含荧光引物的标签—序列信号库;同时制备含抗标签的微球。两者混合后含标签的样品就被微球吸附,经FACS分选后可直接用于序列测定,经生物信息学分析后就可获得mRNA表达谱信息
参考文献:
1. Brenner S1, Johnson M, Bridgham J, GoldaG, Lloyd DH, Johnson D, Luo S, McCurdy S, Foy M, EwanM, Roth R, George D, Eletr S, Albrecht G, VermaasE, Williams SR, Moon K, Burcham T, Pallas M, DuBridgeRB, Kirchner J, Fearon K, Mao J, Corcoran K. Geneexpression analysis by massively parallel signature sequencing (MPSS) onmicrobead arrays. Nature Biotechnology. 18 (6): 630–634.2000
2.https://en.wikipedia.org/wiki/Massively_parallel_signature_sequencing
(杨生生 焦炳华)