最小化 TruSeq Stranded Total RNA 文库中rRNA污染的最佳操作

在TruSeq Stranded Total RNA 文库制备的流程中，首先需要使用Ribo-Zero 探针，从总RNA中去除rRNA。然而有时候，最终的测序数据中仍会发现较多的rRNA序列。本教程阐述了如何确定rRNA残留的根本原因以及如何避免rRNA污染的最佳操作。

使用Ribo-Zero 探针去除rRNA 过程 :

图1a) 生物素标记的Ribo-Zero探针与总RNA混合，并和互补的目标rRNA进行杂交。b) 链霉亲和素包被的磁珠加入到rRNA-Ribo Zero探针的混合溶液中，以捕获生物素标记的探针。 c)， d)磁珠-探针-rRNA复合物被移除，上清液中保留了去除rRNA后的RNA。不过rRNA去除并不是100%有效的，上清液中依旧有少量的rRNA存在。

rRNA reads 过剩的可能根源：

1. rRNA去除探针和内源rRNA 的结合效果不理想

2. 磁珠和rRNA去除探针的结合效果不理想

3. 最后纯化时样本中的磁珠没有被完全去除干净

4. DNA 污染

测序数据中rRNA reads 来源协助故障排查：

测序数据中rRNA的来源
来源	Read 1 比对方向	Read2 比对方向
内源rRNA	反义链	正义链
rRNA去除探针	正义链	反义链

1. rRNA 去除探针和内源rRNA的结合效果不理想

如果探针与内源rRNA结合效果不理想，或者探针与目标rRNA的互补性较低，去除效率会比较低。当探针被移除时，没有与探针结合的内源rRNA将依旧保留在上清液中。

因为TruSeq Stranded Total RNA 试剂盒是链特异性建库，残留的rRNA reads的链方向将与内源rRNA方向相同： Read 1将比对到反义链上，Read 2将比对到正义链。

如何避免这个问题:

• 充分混匀试剂，使得探针与rRNAs充分接触

• 使用正确的样本起始量 (探针是针对特定量的总RNA进行优化的)

• 正确设置加热模块或热循环仪（PCR仪）温度，以达到最佳的结合效果

• 使用未过期并妥善保存的rRNA去除试剂

• 确保rRNA去除探针适用该物种

2. 磁珠结合rRNA去除探针的效果不理想

如果磁珠不能有效地吸附探针，则样本中内源rRNA及互补rRNA探针的残留量都会比较高，它们将一同进入最终文库。

在这种情况下，残留的rRNA reads的链方向是混合的，具体比例取决于样本中剩余探针的数量。因为内源rRNA和与其互补的rRNA去除探针都进行了测序，所以产生的 Read 1和Read 2 将会比对到两条链上。

如何避免这个问题:

• 遵循磁珠处理的最佳做法：

• 在使用前，磁珠在室温下至少平衡30分钟

• 使用前将磁珠充分混匀

• 将磁珠和样品充分混合

• 根据文库构建准备参考指南中的建议来保存磁珠

• 不要使用冰冻过的rRNA去除磁珠

• 用经过验证的磁力架来吸附磁珠(磁力架的信息可参考指南的消耗品和设备列表)

3. 样本中的磁珠没有被完全去除干净

当磁珠没有被磁力架恰当地吸附时，它们会出现在文库片段质检图谱中高分子量处并以宽峰(见下图)显示（来自TapeStation、Bioanalyzer、Fragment Analyzer或类似仪器)。此时残留rRNA Read的链方向是混合的，具体比例取决于样本中剩余探针的数量。因为内源rRNA和与其互补的rRNA去除探针都进行了测序，所以产生的 Read 1和Read 2 将会比对到两条链上。

如何避免这个问题:

• 使用经过验证的磁力架来吸附磁珠 (磁力架的信息可参考指南的消耗品和设备列表)

• 移除rRNA去除磁珠后，目视检查上清液，确保上清液中没有rRNA去除磁珠

4. DNA污染

如果原始样本RNA中存在DNA，那么污染源DNA同样会被建成文库进行测序。来自DNA文库片段的reads，会显示出混合的方向性。在这种情况下，不仅可以观察到rRNA的链特异性的变化，也可以观察到转录本(外显子) 的链特异性的变化。此外，也可能在数据中发现过多的内含子或基因间区域。

如何避免这个问题:

• 在文库制备前对原始RNA进行DNA酶处理

请参考以下故障排除图:

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