宏转录组学（Metatranscriptomics）指的是通过高通量RNA测序技术，全面分析特定环境中微生物群落所有活跃基因的表达情况。与宏基因组测序侧重于微生物群落的基因组组成不同，宏转录组测序关注的是在特定时空环境下，微生物群落中的基因表达和功能活动。它为我们提供了关于微生物如何响应环境变化、如何适应并发挥生态功能的深刻见解，揭示了微生物在生态系统中的动态变化和潜力。

图1. 宏转录组测序实验分析流程图（实线），以及与宏基因组测序的区别（虚线）。（来源引文1）

图2. 近年来宏转录组相关文章发表及技术发展情况（来源引文2）

 宏转录组测序的技术优势 

宏转录组研究对象为活性转录本，直接捕获微生物群落在特定时间和环境下的RNA，反映实时基因表达和功能活性，而非静态的遗传潜能。通过系统的生信分析，阐明差异表达基因的动态变化和功能通路激活状态。

核心优势：

1. 揭示功能活性与动态响应：直接反映微生物群落的实时代谢活动，如环境胁迫下的应激基因表达、宿主-微生物互作的关键通路。追踪时间序列或环境梯度中的功能变化（如昼夜节律、污染物处理过程）。

2. 高灵敏度和特异性：通过高通量NGS测序，可以灵敏的检测活跃表达的基因，避免宏基因组中“沉默基因”的干扰，更精准定位关键功能基因。

3. 发现新功能与调控机制：识别非编码RNA、未知基因或新型调控网络，补充基因组注释的不足。

4. 多组学整合分析：与宏基因组、蛋白质组、代谢组数据联合，构建“基因存在-表达-功能”的全景图谱，提升机制解析深度。

5. 应用广泛：环境科学领域可以研究污染物降解、碳氮循环关键酶鉴定等问题。在农学及生态研究中，宏转录组可以实时跟踪土壤微生物对农业措施或气候变化的响应，从而提供精准的农业管理决策支持。医学领域可以通过对粪便等样本的检测，分析肠道菌群与疾病关联、病原体耐药基因表达等。此外在食品工业领域，宏转录组检测结果也将有助于高效酶制剂开发、发酵过程优化等。

可见，宏转录组测序通过捕捉微生物群落的实时RNA，为解析复杂微生物系统的功能动态提供了不可替代的工具，尤其在环境响应、宿主互作等研究中具有独特价值。尽管面临RNA稳定性、数据分析复杂度等挑战，但其在揭示活性功能层面的优势使其成为微生物组研究的核心手段之一。

昊为泰生物的宏转录组测序服务

昊为泰生物凭借多年来在基因检测领域的积累，可以为客户提供高质量的宏转录组测序服务，涵盖从RNA提取、文库构建到高通量测序及数据分析的全程支持，给出从差异物种到差异功能分析等丰富的分析结果。

图3.昊为泰宏转录组测序分析流程图

图4. 昊为泰宏转录组测序数据展示

我们的宏转录组测序采用了原核 rRNA 去除链特异性文库的建库方式，基于高通量NGS测序进行检测。通过对粪便、土壤样本rRNA残留比例、粪便样本重复实验细菌不同属水平占比，和重复实验基因表达量相关性结果的系统分析发现，我们的宏转录组检测技术，可以有效降低样本的rRNA干扰，具有高准确性、高可重复性和高灵敏性等优点，能够为微生物相关研究领域的学者专家提供高质量的实验数据，确保结果的可信度和科学性。无论是生态修复、疾病研究，还是农业生产，昊为泰生物都能为您提供专业的技术支持，助力您的研究取得更大突破。

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参考文献：

1. Zhang, Y., Thompson, K.N., Branck, T., Yan, Y., Nguyen, L.H., Franzosa, E.A. and Huttenhower, C., 2021. Metatranscriptomics for the human microbiome and microbial community functional profiling. Annual Review of Biomedical Data Science, 4(1), pp.279-311.

2. Peng, J., Zhou, X., Rensing, C., Liesack, W. and Zhu, Y.G., 2024. Soil microbial ecology through the lens of metatranscriptomics. Soil Ecology Letters, 6(3), p.230217.

3. Högfors-Rönnholm, E., Lopez-Fernandez, M., Christel, S., Brambilla, D., Huntemann, M., Clum, A., Foster, B., Foster, B., Roux, S., Palaniappan, K. and Varghese, N., 2019. Metagenomes and metatranscriptomes from boreal potential and actual acid sulfate soil materials. Scientific Data, 6(1), p.207.

4. Abu-Ali, G.S., Mehta, R.S., Lloyd-Price, J., Mallick, H., Branck, T., Ivey, K.L., Drew, D.A., DuLong, C., Rimm, E., Izard, J. and Chan, A.T., 2018. Metatranscriptome of human faecal microbial communities in a cohort of adult men. Nature microbiology, 3(3), pp.356-366.

5. Jiang, Y., Xiong, X., Danska, J. and Parkinson, J., 2016. Metatranscriptomic analysis of diverse microbial communities reveals core metabolic pathways and microbiome-specific functionality. Microbiome, 4, pp.1-18.

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