概述

小 RNA 测序靶向短链非编码 RNA 分子类别——通常长度在 18–35 个核苷酸之间——它们在基因表达中发挥关键的调控作用。这些包括 microRNAs（miRNAs）、小干扰 RNA（siRNAs）和 Piwi 相互作用 RNA（piRNAs）。尽管体积小，但这些分子对 mRNA 稳定性、翻译、染色质状态和转座子沉默施加着强大的控制。小 RNA-seq 需要专门的文库制备来捕获如此短的片段，以及独特的生物信息学工具用于准确注释和定量。

方法

小 RNA-seq 文库制备包括 RNA 的大小选择（通常通过凝胶切除或磁珠纯化）、3’ 和 5’ 接头的连接、逆转录和 PCR 扩增。由于小 RNA 比读段长度短，它们被测序完整，并且在预处理过程中必须精确修剪接头序列。专门的比对工具（如 miRDeep2、sRNAbench 或 ShortStack）将读段比对到已知的小 RNA 数据库（miRBase 用于 miRNAs，Rfam 用于其他 ncRNAs）。定量估计已知 miRNA 的表达水平，而新 miRNA 的检测则依赖于特征性的发夹前体结构。差异表达分析遵循类似于 mRNA-seq 的原理，但在标准化方面有特殊考虑，因为小 RNA 具有不同的长度分布和 GC 偏倚。

应用

小 RNA 分析揭示了这些分子的普遍调控作用。miRNA 特征可区分癌症亚型并预测治疗反应。血液或血清中的循环 miRNAs 可作为癌症、心血管疾病和神经退行性变等疾病的微创生物标志物。该分析与更广泛的 RNA 结构与类型研究以及基因调控与表观遗传学相关联，因为许多小 RNA 参与与转录因子和表观遗传修饰因子的调控环路。理解小 RNA 生物发生也建立在转录与 RNA 加工概念之上，特别是 Drosha 和 Dicer 在 miRNA 成熟过程中的作用。