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NBT/GB | 3篇!复旦大学等多单位联合研制全球首套多组学标准物质,为全球推进人类表型组计划奠定坚实的标准基础
[发布时间:2023-09-19]

来源于【iNature】

 

       经过认证的RNA参考材料对于评估RNA测序的可靠性是必不可少的,用以检测临床环境中内在的微小生物学差异,例如疾病的分子分型。
 

       2023年9月7日,复旦大学郑媛婷、石乐明、钱峰、中国医学科学院张瑞及美国食品和药物管理局Joshua Xu 共同通讯在Nature Biotechnology 在线发表题为“Quartet RNA reference materials improve the quality of transcriptomic data through ratio-based profiling”的研究论文,该研究建立了来自同卵双胞胎家族四名成员的永生化B淋巴母细胞样细胞系的四种RNA参比物质。该研究在两个样本之间构建了基于比率的转录组参考数据集,提供了跨平台和跨实验室的“基础真相”。对“中华家系1号(Quartet)”样本之间内在微妙的生物学差异的调查,可以在比率水平上对转录组测量的跨批次整合进行敏感评估。中华家系1号RNA参考材料,结合基于比率的参考数据集,可以作为评估和提高临床和生物学环境中转录组数据质量的独特资源。

 

       另外,2023年9月7日,复旦大学石乐明、丁琛、郑媛婷及中国医学科学院李金明共同通讯在Nature Biotechnology 在线发表题为“Multi-omics data integration using ratio-based quantitative profiling with Quartet reference materials”的研究论文,该研究开发和表征了一套公开可用的多组学参考材料,这些参考材料来自父母和同卵双胞胎女儿的四个家庭的永生化细胞系,包括匹配的DNA、RNA、蛋白质和代谢物。该研究演示了如何使用基于比率的分析方法来衡量研究样本相对于同时测量的共同参考样本的绝对特征值,从而产生适合跨批次、实验室、平台和组学类型集成的可重复和可比较的数据。该研究确定了无参考的“绝对”特征量化是多空间不可复制的根本原因。

 

       2023年9月7日,复旦大学丁琛、贺福初、郑媛婷和国家蛋白质科学中心秦钧共同通讯在Genome Biology 在线发表题为“Quartet protein reference materials and datasets for multi-platform assessment of label-free proteomics”的研究论文,该研究开发了Quartet标准,作为一个带有内置真值的蛋白质组参考材料,并将相同的小分样品分发给中国六个城市的15个实验室,这些实验室使用了九种传统的LC-MS/MS平台。该研究获得了816个质谱文件中超过12,000个蛋白质的相对丰度数据,并对这些数据进行比较,以评估不同仪器和实验室之间的可重复性,最终生成了蛋白质组学基准数据集。这些数据涵盖了大约7个数量级的广泛蛋白质组动态范围,并且注射顺序对定量特性而不是定性特性产生了显著影响。总的来说,“中华家系1号(Quartet)”为提高蛋白质组学分析的质量控制以及研究结果的可重复性和可靠性提供了有价值的标准材料和数据资源。

 

                             

 

                   

 

                   

 

       RNA测序(RNA-seq)是分析差异基因表达转录组不可缺少的工具,被广泛应用于生物医学研究中,用于发现临床诊断、预后和治疗作用的生物标志物。随着基于转录组的生物标志物发现的不断推进,基于RNA序列的检测将在临床中常规使用。例如,通过测量临床相关基因的差异表达来补充临床试验,将有助于预测临床结果和作出治疗决定。值得注意的是,研究组间基因表达的临床相关差异往往很小。因此,始终需要使RNA-seq更加可靠,以增强其检测细微差异表达的能力,特别是在临床应用中,如伴随诊断和预后。

 

      

参考资料是评估基因组数据可靠性的重要工具。基于不同平台、实验室或批次的参比物质生成的RNA-seq数据,可根据前述批内(或实验室)熟练度和跨批可重复性两个方面客观评价可靠性。MicroArray/Sequencing Quality Control (MAQC/SEQC)联盟先前建立了两种公开可用的转录组RNA参考物质,它们来自23名供体的10种癌细胞系和脑组。基于这些RNA参考材料,MAQC/SEQC联盟系统地评估了不同平台和实验室在使用微阵列和RNA-seq技术方面的性能,这些技术为研究界开发和验证新的RNA定量技术提供了资源。

 

                    

                                                  机理模式图(图源自Nature Biotechnology 

 

       然而,成功区分两种MAQC RNA参考物质的能力并不能保证潜在的转录组学分析系统可以用于检测临床诊断目的的细微差异表达。首先,两种MAQC参考物质之间的相当大的生物学差异远远大于在大多数临床相关情况下常见的组间差异。其次,区分两个MAQC RNA样本组的能力并不能转化为临床应用中常见的可靠区分两个以上样本组的能力。第三,MAQC B样品目前库存几乎耗尽,很难再生。因此,迫切需要一种样品间差异微小、高稳定性、长期可用性和易于制造的多组RNA标准物质。此外,参考数据集可以用作性能评估中的“基础事实”。先前的研究表明,全基因组遗传变异参考数据集能够提高癌症和遗传疾病临床应用的可重复性和准确性。然而,缺乏转录组范围的参考数据集。因此,迫切需要与公开可用的RNA参考材料相关的转录组参考数据集。

 

       作为多组学分析质量控制和数据集成的中华家系1号(Quartet)项目的一部分,该研究建立了来自同卵双胞胎家族中华家系1号(Quartet)的四位成员的永生化B淋巴母细胞样细胞系(LCLs)的四种RNA参考物质,这些参考物质具有细微的样品间差异,高稳定性,长期可用性和易于制造性。此外,匹配的多组学参考物质,包括DNA、蛋白质和代谢物,与来自相同LCLs培养的RNA一起建立,以进行整合组学分析。

 

      

该研究基于21批不同协议生成的多实验室RNA-seq数据集进行了多实验室RNA-seq研究,建立了基于比率的基因表达参考数据集,并制定了质量指标,以评估RNA-seq技术在批内熟练度和跨批可重复性方面的可靠性。综上所述,中华家系1号(Quartet)RNA参考材料和参考数据集是提高RNA-seq数据质量的独特资源。在RNA-seq批次中加入中华家系1号RNA参比物质,结合参考数据集,将使RNA-seq更具可重复性、准确性和可比性,特别是在临床环境中。

 

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41587-023-01867-9

https://www.nature.com/articles/s41587-023-01934-1



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