NATURE REVIEWS | genetics VOLUME 10 | JANUARY 2009 | 57 The transcriptome is the complete set of transcripts in a cell, and their quantity, for a specific developmental stage or physiological condition. 轉錄組（Transcriptome）是指細胞內在特定發育階段或生理狀態下，所有轉錄本（transcripts）的完整集合及其數量。 轉錄組是指細胞內的所有 RNA（包括 mRNA、非編碼 RNA、小 RNA 等），其組成與數量會隨著發育或環境變化而不同。研究轉錄組有助於理解基因的表達情況。 Understanding the transcriptome is essential for interpreting the functional elements of the genome and revealing the molecular constituents of cells and tissues, and also for understanding development and disease. 理解轉錄組對於解析基因組的功能元件、揭示細胞和組織的分子組成，以及理解發育和疾病機制至關重要。 轉錄組學研究能夠幫助科學家發現基因的功能調控方式、細胞內的分子構成，以及各種生理與病理過程中的基因表達變化。 The key aims of transcriptomics are: to catalogue all species of transcript, including mRNAs, non-coding RNAs and small RNAs; to determine the transcriptional structure of genes, in terms of their start sites, 5′ and 3′ ends, splicing patterns and other post-transcriptional modifications; and to quantify the changing expression levels of each transcript during development and under different conditions. 轉錄組學的主要目標包括： 1. 編制所有轉錄本的完整清單，包括 mRNA、非編碼 RNA（ncRNA）和小 RNA（small RNA）。 2. 確定基因的轉錄結構，如啟動位點、5′ 和 3′ 端、剪接模式（splicing patterns）及其他轉錄後修飾（post-transcriptional modifications）。 3. 量化每種轉錄本在不同發育階段及各種條件下的表達變化。 轉錄組學的核心目標是全面了解 RNA 水平上的基因表達調控，包括記錄不同種類的 RNA，解析基因的轉錄結構，以及測量基因表達在不同環境或發育過程中的變化。 Various technologies have been developed to deduce and quantify the transcriptome, including hybridization- or sequence-based approaches. 為了推測和量化轉錄組，科學家開發了各種技術，包括雜交（hybridization）和測序（sequence-based）方法。 目前研究轉錄組的方法主要分為兩類： 1. 雜交技術（Hybridization-based）：利用已知的探針與 RNA 配對進行檢測。 2. 測序技術（Sequence-based）：直接對 RNA 進行高通量測序（如 RNA-Seq），獲取轉錄組資訊。 Hybridization-based approaches typically involve incubating fluorescently labelled cDNA with custom-made microarrays or commercial high-density oligo microarrays. 基於雜交的方法通常涉及將帶有熒光標記的 cDNA 與定制微陣列（microarrays）或商業化的高密度寡核苷酸微陣列（oligo microarrays）進行雜交。 在這類方法中，研究者首先將 RNA 逆轉錄為 cDNA，並標記熒光，然後將其與預先設計的探針（探針固定在微陣列上）進行雜交，以檢測特定 RNA 的表達情況。 Specialized microarrays have also been designed; for example, arrays with probes spanning exon junctions can be used to detect and quantify distinct spliced isoforms. 此外，還設計了專門的微陣列，例如，使用跨越外顯子剪接位點（exon junctions）的探針來檢測和量化不同的剪接異構體（spliced isoforms）。 這類微陣列可以用來分析可變剪接（alternative splicing）產生的不同 RNA 變體，從而幫助研究基因的表達調控。 Genomic tiling microarrays that represent the genome at high density have been constructed and allow the mapping of transcribed regions to a very high resolution, from several base pairs to ~100 bp. 已構建出高密度的基因組鋪排微陣列（genomic tiling microarrays），可以將轉錄區域映射到極高的解析度，範圍從幾個鹼基對到約 100 bp。 這種技術的特點是可以精確定位基因組中被轉錄的區域，甚至能夠檢測未知的轉錄區域，解析度可達數個至數百個鹼基對。 Hybridization-based approaches are high throughput and relatively inexpensive, except for high-resolution tiling arrays that interrogate large genomes. 基於雜交的方法具有高通量且成本相對較低的優勢，但針對大基因組的高解析度鋪排微陣列除外。 雜交技術通常成本較低，適合大規模研究，但若要對整個基因組進行高解析度分析，則可能會增加成本。 However, these methods have several limitations, which include: reliance upon existing knowledge about genome sequence; high background levels owing to cross-hybridization; and a limited dynamic range of detection owing to both background and saturation of signals. 然而，這些方法存在幾個局限性，包括： 1. 依賴於已有的基因組序列信息。 2. 由於交叉雜交（cross-hybridization）導致的高背景信號。 3. 由於背景信號和熒光飽和效應（signal saturation）而導致的檢測範圍受限。 這些缺點表明，基於雜交的方法無法完全捕獲新的或未知的 RNA 轉錄本，並且在定量方面可能不夠準確。 Moreover, comparing expression levels across different experiments is often difficult and can require complicated normalization methods. 此外，在不同實驗之間比較基因表達水平通常較為困難，並且需要複雜的數據歸一化方法（normalization methods）。 由於雜交技術的背景信號和技術誤差，不同實驗之間的表達數據可能不易直接比較，因此需要進行數據標準化處理，以確保數據的可比性。 總結 這段文字介紹了轉錄組的定義、研究意義及其主要研究目標，並對目前的轉錄組分析技術（主要是基於雜交的方法）進行了介紹，包括其優勢和局限性。基於雜交的技術雖然高通量且相對低成本，但存在背景信號高、依賴已知基因組序列，以及檢測範圍受限等問題。因此，現代轉錄組學研究更多轉向基於測序的方法（如 RNA-Seq），以獲取更準確和全面的轉錄組數據。