Технологии транскриптомики — это методы, используемые для изучения транскриптома организма , суммы всех его транскриптов РНК . Информационное содержание организма записано в ДНК его генома и выражается посредством транскрипции . Здесь мРНК служит временной промежуточной молекулой в информационной сети, тогда как некодирующие РНК выполняют дополнительные разнообразные функции. Транскриптом фиксирует моментальный снимок общего количества транскриптов, присутствующих в клетке . Технологии транскриптомики дают широкое представление о том, какие клеточные процессы активны, а какие находятся в состоянии покоя. Основная задача молекулярной биологии — понять, как один геном дает начало множеству клеток. Другой вопрос – как регулируется экспрессия генов.
Первые попытки изучить целые транскриптомы начались в начале 1990-х годов. Последующие технологические достижения, начиная с конца 1990-х годов, неоднократно трансформировали эту область и сделали транскриптомику широко распространенной дисциплиной в биологических науках. В этой области существуют два ключевых современных метода: микрочипы , которые количественно определяют набор заранее определенных последовательностей, и RNA-Seq , который использует высокопроизводительное секвенирование для записи всех транскриптов. По мере совершенствования технологии объем данных, получаемых в результате каждого эксперимента с транскриптомом, увеличивался. В результате методы анализа данных постоянно адаптируются для более точного и эффективного анализа все более больших объемов данных. Базы данных транскриптомов становятся все больше и полезнее, поскольку исследователи продолжают собирать и распространять транскриптомы. Было бы практически невозможно интерпретировать информацию, содержащуюся в транскриптоме, без знания предыдущих экспериментов.
Измерение экспрессии генов организма в разных тканях или условиях или в разное время дает информацию о том, как регулируются гены , и раскрывает детали биологии организма. Его также можно использовать для определения функций ранее неаннотированных генов. Транскриптомный анализ позволил изучить, как меняется экспрессия генов у разных организмов, и сыграл важную роль в понимании болезней человека . Полный анализ экспрессии генов позволяет обнаружить широкие скоординированные тенденции, которые невозможно выявить с помощью более целенаправленных анализов .
Транскриптомика характеризовалась разработкой новых методов, которые каждые десять лет переосмысливали возможности и делали предыдущие технологии устаревшими. Первая попытка захвата частичного транскриптома человека была опубликована в 1991 году и сообщила о 609 последовательностях мРНК из человеческого мозга . [2] В 2008 году были опубликованы два транскриптома человека, состоящие из миллионов последовательностей, полученных из транскриптов, охватывающих 16 000 генов, [3] [4] , а к 2015 году были опубликованы транскриптомы сотен людей. [5] [6] В настоящее время регулярно генерируются транскриптомы различных болезненных состояний, тканей или даже отдельных клеток . [6] [7] [8] Этот взрыв в транскриптомике был вызван быстрым развитием новых технологий с повышенной чувствительностью и экономичностью. [9] [10] [11] [12]