生命与健康大数据中心 Oct 13, 2017
近日，中国科学院北京基因组研究所生命与健康大数据中心开发了国际上首个实时定量PCR内参基因知识库——ICG。该知识库基于群体审编策略，对经生物学实验手段鉴定出的内参基因及其应用场景实现了有效的挖掘、整合及注释。研究成果以“ICG: a wiki-driven knowledgebase of internal control genes for RT-qPCR normalization”为题在国际学术期刊Nucleic Acids Research在线发表。
实时定量PCR是一种能够对目标基因的表达量进行准确定量分析的实验技术。与传统的基因表达检测方法相比，该技术具有灵敏度高、特异性强、低样品需求量及检测范围广等特点。因此，实时定量PCR技术已经被广泛地应用于分子生物学的研究当中。然而，为了有效地降低实验偏差，保证其结果的准确性，该技术需要依赖于稳定的内参基因以便对其结果进行标准化分析。大量研究表明，内参基因具有强烈的条件特异性，因此在不同条件下筛选出合理的内参基因是有效地应用实时定量PCR技术的先决条件。
近年来，随着实时定量PCR技术的普及，科学家们已经在多个物种特定组织、发育时期、不同实验条件或病理状态下的内参基因进行了筛选及鉴定。然而挖掘内参基因本身是一项繁琐的工作，需要依赖于精确的实验设计并配合一系列严谨的算法综合分析才能完成。为此，对海量文献中所报道的宝贵的内参基因资源及其对应的应用场景实现有效地挖掘及整合具有重要的意义。ICG目前收录了来自209个物种的内参基因，共涉及73种动物，115种植物，12种真菌及9种细菌。该知识库提供了丰富的实时定量PCR内参基因信息，如引物序列、扩增长度、推荐的应用场景、退火温度、荧光染料，及该内参基因在相关论文中的引用情况等，以帮助分子生物学家们针对其各自的实验目的来定制出合理的标准化分析策略。ICG不仅为蛋白质编码基因的表达模式研究提供实时定量PCR技术的标准化分析方案，也关注于非编码RNA（如miRNA和circular RNA）的表达分析研究。
ICG知识库中最新更新的物种信息
一方面ICG通过引入维基系统，在海量生物数据急速增长的背景下将极大地提高生命科学审编人员对数据搜集、整合及共享的效率；另一方面，ICG为用户们提供了灵活的数据查询方式、友好的知识展示界面及免费的数据下载服务。生命与健康大数据中心的生物信息学家们将会在每年定期地对ICG进行更新，以期望能够不断地为分子生物学家们提供关于实时定量PCR内参基因最新的相关信息。ICG最终的目标是构建出一部详尽地记录模式生物及非模式生物中实时定量PCR内参基因及其相关信息的百科全书。
ICG知识库物种页面示意图，以大豆为例
该研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院国际大科学计划、国家科技攻关计划、国家863项目、国家自然基金项目、中国科学院百人计划等项目基金的资助。