近年来,高通量测序技术的快速发展,特别是在2008至2012年间,测序成本大幅下降,使得研究者能够突破传统的限制,开始探索非模式生物的基因组和转录组。这些技术的普及,使得以往仅限于少数典型生物的研究转向更广泛的生物多样性探索。
由于新型测序技术的发展,这几年的测序成本骤降,形成了成本与效益之间新的平衡。这一技术的演变意味着更多的生物物种现在可以被纳入研究范畴,从而扩展了我们的生物学知识边界。
「高通量测序技术让我们能够在没有参考基因组的情况下,进行系统的转录组分析。」
研究者们发现,非模式生物的转录组可以揭示许多有待探讨的生物学问题。例如,许多非模式生物表现出独特的形态创新,如模仿、共生、寄生以及无性繁殖等,而这些现象在传统模式生物中并不常见。
「揭开这些非模式生物背后的生物学秘密,不仅能促进我们的科学理解,也可能为人类的生物技术及医疗研究带来新的灵感。」
对于非模式生物,de novo转录组组装通常是研究的首选方法。相较于依赖已有基因组的参考基于组装方法,de novo组装能够在缺乏参考基因组的情况下创建转录组,这大大减少了成本和时间,而且也避免了因缺乏参考而导致的部分转录本的遗漏。
传统上,转录组数据多数是通过将其比对到参考基因组来进行分析,但这一方法存在无法解释mRNA转录本的结构变化(如选择性剪接)的缺陷。相反,de novo组装则能捕捉到这些不同的转录本,促使了解转录复杂性。
功能注解对于组装出来的转录本可提供关于潜在蛋白分子功能的重要见解。使用像Blast2GO的工具,研究者们能够将组装得到的序列与非冗余的蛋白质数据库进行比对,从而进行注解,进一步理解这些非模式生物的生物学特征。
「这些新方法不仅能够为我们提供生物体内部运作的全景,还帮助我们理解不同物种之间是如何适应各自环境的。」
在没有良好参考基因组的情况下,质量控制便成为了另一大挑战。透过将组装序列与生成时所用的读取序列进行比对,或者使用参考基于方法进行核对,可以提高组装的精确度,但这些技术自行也存在一些限制。
随着高通量测序技术的推进,研究非模式生物已经变得不再是遥不可及的梦想。我们现在能够更深入地理解这些生物的基因组,探索其独特的生物学与生态学特征。这一进程不仅丰富了我们的生物多样性知识,还可能引领着未来的生物技术和医学创新。
然而,这背后的潜在问题仍值得思考,随着我们对生物多样性的理解不断深化,我们是否也在无意中改变着这些生物自身的未来命运?