2021年8月23日，Journal of Genetics and Genomics在线发表了中国科学院北京生命科学研究院赵方庆研究员团队和西安交通大学赵翔助理研究员团队合作题为“An efficient metatranscriptomic approach for capturing RNA virome and its application to SARS-CoV-2”的研究论文。该论文报道了一种在SARS-CoV-2呼吸道样本中快速高效捕获RNA病毒基因组的宏转录组建库测序新技术。
https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.08.005
由传染病引发的多起全球重大公共卫生事件，严重影响人类健康与正常生活。深度测序技术的发展使得短时间内快速准确鉴别新发、突发传染病病原成为可能。相比于宏基因组测序无法检测RNA病毒，宏转录组测序在对RNA病毒测序的同时，通过检测细菌或DNA病毒的转录组，理论上能够检出样本中所有种类的病原，因此更适用于对未知病原的鉴定。传统的宏转录组测序大多针对真核生物转录组，通常需要将mRNA反转录为cDNA，然后合成互补链，步骤繁琐，耗时较长。该研究构建了宏转录组建库测序新技术Tn5-mediated RNA sequencing with rRNA Removal (TRIM)。鉴于病原鉴定要求很强的时效性，该技术基于Tn5转座子酶切割DNA/RNA杂化双链的新特性，大幅简化宏转录组建库流程，缩短建库时间，并通过增加去除人和细菌rRNA的步骤有效提高RNA病毒检测的灵敏度。该研究对24份SARS-CoV-2 呼吸道样本同时使用四种不同宏转录组方法建库，比较TRIM与其它三种经典方法 (TruSeq, Trio, SISPA) 在测序性能上的差异。比较结果显示，TRIM建库耗时最短，成本最低。通过对比宿主、真菌、细菌以及病毒各自转录组在文库中的占比，发现TRIM对SARS-CoV-2的检测灵敏度更高，能获得最多的SARS-CoV-2 序列，并且可以检测出共感染的EB病毒以及乙型流感病毒。此外，TRIM还显示出相较三种经典方法更高的细菌物种丰富度。总而言之，该研究开发了一种快速、价廉，对RNA病毒更敏感的宏转录组测序建库方法，适用于临床上对SARS-CoV-2共感染的研究，并可用于帮助发现和鉴定未知病原。
基于Tn5转座子酶切割DNA/RNA杂化双链的宏转录组测序建库方法流程图
中国科学院北京生命科学研究院博士后梦遥和博士研究生肖力文为该论文共同第一作者，赵方庆研究员和赵翔助理研究员为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金等资助。
引用本文：Yao Meng, Liwen Xiao, Wenbing Chen, Fangqing Zhao, Xiang Zhao. (2021). An efficient metatranscriptomic approach for capturing RNA virome and its application to SARS-CoV-2. Journal of Genetics and Genomics. DOI: 10.1016/j.jgg.2021.08.005.
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