transkryptomika

Transkryptomika to nauka zajmująca się badaniem transkryptomu, całego zestawu RNA transkryptów w komórce lub tkance w określonych warunkach. Transkryptom obejmuje mRNA, rRNA, tRNA i liczne niewkodujące RNA. Celem jest pomiar ekspresji genów, identyfikacja alternatywnych splicingów oraz regulacja procesów biologicznych, odpowiedzi na czynniki środowiskowe i różnice między komórkami.

Najważniejszą metodą w tej dziedzinie jest RNA sequencing (RNA-seq), umożliwiający wysokoprzepustowe odczyty transkryptów i ich ilości. W przeszłości powszechnie używano mikromacier; obecnie dominują techniki sekwencjonowania nowej generacji. W ostatnich latach rozwijają się także transkryptomika pojedynczych komórek (scRNA-seq) i transcriptomika przestrzenna, a także długoorzędowe sekwencjonowanie w celu identyfikacji różnych izofor i pełnych struktur transkryptów.

Analiza danych transkryptomicznych obejmuje jakość surowych odczytów, ich przycinanie, dopasowanie do referencyjnego genomu/transkryptomu (np. STAR, HISAT2) lub kwantyfikację bezrefencyjną (Salmon, Kallisto). Następnie generuje się macierz ekspresji, wykonuje normalizację, identyfikuje się różnice w ekspresji między warunkami, analizuje się alternatywne splicingi, a także funkcjonalne ścieżki i sieci regulacyjne.

Zastosowania obejmują badania funkcjonalne genów, mechanizmy regulacyjne, biomarkery i diagnostykę w onkologii, neurobiologii, immunologii, rozwoju organizmu oraz w ogrodnictwie. Wyzwania to zmienność ekspresji między komórkami, ograniczona dokładność dla nisko wyrażanych transkryptów, techniczne zanieczyszczenia i biasy sekwencjonowania. Dane transkryptomiczne publikowane są w GEO, ArrayExpress, ENCODE, a analizy opierają się na anotacjach z GENCODE i Ensembl.

Przyszłość to integracja z multi-omics, rozwój technik pojedynczych komórek i transcriptomiki przestrzennej, a także długodystansowe sekwencjonowanie umożliwiające lepszą identyfikację izofor transkryptowych.