一、背景及概述
原核微生物轉(zhuǎn)錄組測序是指利用第二代高通量測序技術(shù)對原核生物的轉(zhuǎn)錄本（mRNA和非編碼RNA）進(jìn)行測序，全面快速地獲取特定微生物在特定狀態(tài)下的所有轉(zhuǎn)錄本的信息。通過轉(zhuǎn)錄組測序研究可以揭示微生物不同表現(xiàn)型形成的分子調(diào)控機制。
原核轉(zhuǎn)錄組測序是基于HiSeq平臺，構(gòu)建普通去rRNA文庫或鏈特異性去rRNA文庫，研究原核生物在某個時期或特定環(huán)境條件下轉(zhuǎn)錄出來的所有mRNA。其中，構(gòu)建鏈特異性文庫可以深入挖掘基因結(jié)構(gòu)和sRNA信息，進(jìn)一步為基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控研究提供有力支撐。
二、應(yīng)用
案例一：利用轉(zhuǎn)錄組測序闡明地中海擬無枝酸菌U32產(chǎn)生利福霉素的分子機制
地中海擬無枝酸菌（Amycolatopsis mediterranei U32）是一種能夠在硝酸鹽培養(yǎng)基中產(chǎn)生利福霉素的功能菌。為了深入揭示其分子機制，作者對其進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組研究。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，U32菌株在硝酸鹽培養(yǎng)條件下存在很多利福霉素生物合成相關(guān)的基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄，當(dāng)菌株在不含硝酸鹽的培養(yǎng)基中生長時，這些基因的轉(zhuǎn)錄水平從對數(shù)生長期到穩(wěn)定生長期早期急劇下降，推測可能是由于硝酸鹽通過前體供應(yīng)促進(jìn)利福霉素生物合成酶途徑進(jìn)而刺激利福霉素的產(chǎn)生。
本研究通過轉(zhuǎn)錄組測序的手段闡明了地中海擬無枝酸菌的利福霉素生物合成途徑。
案例二：利用鏈特異性轉(zhuǎn)錄組測序研究保加利亞乳酸桿菌
德氏乳桿菌保加利亞亞種 2038（Lb. bulgaricus 2038）是一種用作乳制品發(fā)酵劑的工業(yè)菌種。
研究人員利用RNA-seq探究菌株4種不同生長階段的轉(zhuǎn)錄表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)通路中基因表達(dá)同生長階段呈現(xiàn)出高度相關(guān)性。在此基礎(chǔ)上，作者重建了碳水化合物運輸和代謝途徑，并對不同生長階段的蛋白酶和氨基酸轉(zhuǎn)運系統(tǒng)基因進(jìn)行了聚類分析，揭示了該菌株具有高效的氮源利用系統(tǒng)。
研究還表明ncRNA在乳酸菌基因表達(dá)中具有潛在調(diào)控作用。此研究揭示了Lb. bulgaricus 2038 的作用機制，并為其在工業(yè)上的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
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