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转录组Plus | 2020年9月研究进展(一):蒙古人肝癌、胰腺癌、果实发育、猪基因组印记等

 


原创 上海天昊生物 

人类医学遗传学领域




题目:The genomic landscape of Mongolian hepatocellular carcinoma
蒙古人的肝细胞癌基因组景观研究
发表期刊:Nat Commun.  
发表时间:2020-9-1  
影响因子:12.121
摘要速览:
蒙古是世界上肝细胞癌(HCC)发病率最高的国家,但其致病因素和潜在的肿瘤生物学机制仍然未知。在这里,研究者通过全外显子组和转录组测序描述了76名蒙古族患者的HCC分子特征(在蒙古HCC队列的76名受试者中,我们从65名受试者中获得了癌与癌旁的RNA测序和全外显子组测序数据集。对于5名受试者,仅获得RNA测序数据用于下游分析。同样,对于6位受试者,仅获得全外显子组测序数据用于下游分析)。作者对蒙古族与其他373名不同种族等肝癌患者的突变特征、驱动基因和分子亚型进行了综合分析及比较。蒙古HCC患者由与亚洲、欧洲和北美其他地区患者相似的预后分子亚型以及独特的亚型组成,表明存在与蒙古患者相关的独特病因。除了在泛癌种分析中经常发现的常见驱动突变(TP53CTNNB1)之外,蒙古HCC患者表现出独特的驱动突变(最引人注目的是GTF2IRD2BPNRC2SPTA1),后者与D型肝炎病毒感染有关。这些结果表明蒙古人HCC发生过程中存在新的分子机制。




1、本研究概况图

 


图2、蒙古人HCC基于转录组的分子亚类

 


图3、蒙古人HCC的突变景观图

 


 

图4、蒙古队列中突变致癌信号通路和驱动基因整合图。




题目:
Immune landscape, evolution, hypoxia-mediated viral mimicry pathways and therapeutic potential in molecular subtypes of pancreatic neuroendocrine tumours
免疫景观、进化、缺氧介导的病毒模拟途径和胰腺神经内分泌肿瘤分子亚型的治疗潜力
发表期刊Gut  
发表时间:2020-9-3  
影响因子:19.819
摘要速览:
目的:根据临床病理参数和先前定义的分子亚型,对胰腺神经内分泌肿瘤(PanNETs)的免疫状况进行全面分析,以鉴定该疾病的潜在治疗弱点。
设计:207PanNET样本进行了600个免疫相关基因的差异表达分析,包括一个训练队列(n=72)和来自多个转录组分析平台的两个验证队列(n=135)。使用不同的计算方法研究了不同的免疫相关和亚型相关的表型,细胞类型和途径,并使用空间多重免疫荧光进一步进行了验证。
结果:该研究根据四种先前定义的分子亚型(转移样原发性(MLP-1MLP-2,胰岛素瘤样和中间型)鉴定了132个分离PanNET的基因(n = 207)的免疫特征。MLP-1亚型(三个队列中的样本占26-31%)与免疫相关基因水平升高、预后不良和一系列肿瘤进化事件密切相关。较大的缺氧性和坏死性肿瘤导致损伤相关分子模式(病毒拟态)增加、干扰素基因途径的刺激因子、T细胞炎症基因、免疫检查点靶点以及T细胞介导和M1巨噬细胞介导的免疫逃逸机制。多重空间分析验证了MLP-1亚型中巨噬细胞显著增加。
结论:这项研究为PanNETs的免疫微环境提供了新的数据,并将MLP-1亚型鉴定为具有免疫相关基因的广泛而稳定激活的免疫高表型。这项研究经过进一步完善,为将来在PanNETs中进行精确免疫治疗研究铺平了道路。



图5、研究概况示意图

 


图6、与PanNET亚型相关的差异免疫基因表达和多样性

 

 

动植物领域




题目:
Fruit setting rewires central metabolism via gibberellin cascades
坐果通过赤霉素级联对中心代谢进行重新调配
发表期刊:PNAS  
发表时间:2020-9-3  
影响因子:9.412
摘要速览:
坐果是子房在授粉和受精后发育成果实的过程。在番茄中这一过程是由植物激素赤霉素诱导的。然而,赤霉素在坐果代谢过程中的作用仍是未知的。本研究整合转录组、蛋白质组、代谢组和酶活性数据的网络分析,探讨了坐果的生化机制。本研究结果显示,坐果涉及到中心碳代谢的激活,增加了己糖、磷酸己糖和下游代谢物,包括糖酵解的中间产物和衍生物、三羧酸循环以及相关的有机物和氨基酸。网络分析还确定了调节代谢激活的转录中枢基因SlHB15A。此外,蔗糖代谢的动力学模型预测,蔗糖循环在未授粉的子房中具有高活性水平,而当糖在坐果子房的液泡中快速积累时,通过液泡糖载体以时间依赖的方式停止。此外,坐果至少部分需要果糖激酶的活性,它可以将果糖从液泡中拉出,这可以为下游途径提供营养。总的来说,本研究表明遗传级联通过在转录和转录后水平上调中枢代谢酶的能力来增强库容量。这导致蔗糖吸收和碳通量的增加,从而产生生物量和能量的成分,这对于在坐果开始期间子房的快速生长是至关重要的。



图7、转录产物和代谢产物模块的整合网络图




题目:
R2R3-MYB genes control petal pigmentation patterning in Clarkia gracilis ssp. sonomensis (Onagraceae)
R2R3-MYB基因控制着Clarkia gracilis的花瓣色素沉积模式
发表期刊:New Phytol.  
发表时间:2020-9-3 
影响因子:8.512
摘要速览:
花瓣色素沉积模式在开花植物中很普遍。这些模式的遗传学对于理解表型多样化的进化具有极大的作用。在这里,作者研究了在彩色背景下导致未着色花瓣元素进化的遗传变化。研究使用转录组分析、基因表达分析、F2植物中的共分离和功能测试来鉴定参与Clarkia gracilis花瓣着色的基因。研究者鉴定了一个R2R3-MYB转录因子(CgsMYB12),它负责花瓣基部区域的花青素色素沉积。此外还发现两个R2R3-MYB基因(CgsMYB6CgsMYB11)也参与花瓣背景色素沉积。这三个R2R3-MYB基因中的每一个都表现出不同的时空表达模式。这些R2R3-MYB基因的功能通过稳定转化拟南芥得到证实。R2R3-MYB表达的不同空间模式创造了花瓣不同部分的色素沉积可以独立进化的可能性。这一发现表明,最近的基因复制对花瓣色素沉积模式的进化至关重要。



图8、花瓣色素沉积模式表型图




题目:
The Landscape of Genomic Imprinting at the Porcine SGCE/PEG10 Locus from Methylome and Transcriptome of Parthenogenetic Embryos
利用甲基化组和转录组测序分析猪孤雌胚胎SGCE/PEG10位点的基因组印记
发表期刊:G3 (Bethesda).  
发表时间:2020-9-2  
影响因子:2.781
摘要速览:
在哺乳动物中,印记基因通常以簇的形式存在于特定的染色体区域。然而,在猪中已经鉴定了相对较少的基因和簇的基因组印记,并且需要研究可能的印记簇内或附近的基因,这就包括在SGCE/PEG10基因座的基因。本研究的目的是利用猪孤雌生殖胚胎,研究第9号染色体上COL1A2和ASB4基因之间基因组区域内基因的印迹状态。对正常胚胎和孤雌胚胎进行了全基因组亚硫酸氢盐测序(WGBS)和RNA测序(RNA-seq),并对甲基化组和转录组进行了分析。结果,胚胎间的差异甲基化区域(DMRs)被鉴定,亲本等位基因特异性表达的SGCE和PEG10基因被证实。猪的印记间隔在SGCE和PEG10之间是有限的,因为在着丝粒近端区域的COL1A2和CASD1基因以及在靠近端粒的PPP1R9A和ASB4之间的基因都是非印记的和双等位基因表达的。因此,作者对甲基化组、转录组和信息的多态性联合分析揭示了猪9号染色体SGCE/PEG10位点的印记簇边界,巩固了猪基因组印记的格局。



图9、WGBS测定的猪胚胎中SGCE/PEG10基因座处的甲基化组谱。
 


 

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