背景与挑战

 

真核生物的转录组包含大量的蛋白编码mRNA、非编码RNA和环形RNA等多种分子，具有高度的复杂性和多样性。传统的靶向转录组检测方法往往需要在测序前通过探针捕获或实验富集，操作繁琐且常无法保留样本中的全部转录组信息，导致文库用途受限，难以用于大规模整合分析，严重制约了靶向转录组研究的应用场景。

 

#### 新技术介绍

 

近期，中国科学院动物研究所赵方庆团队在《自然-生物细胞学》（*Nature Cell Biology*）上发表了一篇题为《实时可编程转录组测序（PROFIT-seq）》的研究论文。该团队开发了一种全转录组可编程智能测序新技术——PROFIT-seq（Programmable Real-time Omics for Full-length Transcriptome Sequencing），该技术结合了全转录组捕获技术和计算机编程实时操控算法，能够在测序过程中同时进行分析和富集，实现目标转录本的单分子精确检测和全转录组的无偏定量。

 

#### 技术特点

 

1. **全转录组捕获**：PROFIT-seq能够捕获多种类型的转录本，包括多聚腺苷酸化、非多聚腺苷酸化和环状RNA等。

2. **实时控制与富集**：通过创新的复合逆转录策略和滚环扩增技术，PROFIT-seq可以在测序过程中实时控制，并根据需要选择性地富集目标转录本。

3. **智能定量模型**：基于最大期望算法的全转录组智能定量模型，结合目标转录本的全长序列和其他非目标分子的短时测序标签，实现精准的全转录组定量分析。

4. **高通量与高精度**：与传统方法相比，PROFIT-seq提高了样本中目标转录本的检测效率和测序通量，实现了高效、精准的单分子检测。

 

#### 应用前景

 

1. **生命科学研究**：PROFIT-seq可广泛应用于基因表达调控、非编码RNA功能研究、环形RNA鉴定等领域，为生命科学研究提供强大的工具。

2. **病原体检测**：在临床检测中，PROFIT-seq通过实时富集痰液样本中的肺炎相关病原，提高了病原体的检测通量，缩短了关键突变的鉴定时间，实现了快速、准确的病原鉴定。

3. **临床诊断**：该技术还可以用于检测结直肠癌相关微生物与宿主免疫系统的复杂互作，揭示在结直肠息肉恶性瘤变过程中宿主免疫组库与肠道微生物的相互作用规律，为疾病的早期诊断和治疗提供新的思路。

 

#### 支持与展望

 

该研究得到了国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、博士后创新人才支持计划的支持。PROFIT-seq的开发不仅为转录组研究带来了新的突破，也为未来的临床应用提供了广阔的可能性。未来，随着技术的进一步优化和推广，PROFIT-seq有望在更多领域发挥重要作用，推动生命科学和医学研究的发展。