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转录组Plus | 2020年12月研究进展(一):早产、衰老和苹果果肉品质等


原创 上海天昊生物 
 
 
 
 
医学遗传学领域
 
 
1、RNA-Seq + ChIP-seq + ATAC-seq + Hi-C
题目:Transcriptome and regulatory maps of decidua-derived stromal cells inform gene discovery in preterm birth
源自蜕膜基质细胞的转录调控图谱为早产的基因发现提供信息
发表期刊Sci Adv.  
发表时间:2020-12-2  
影响因子:13.116
摘要速览:
尽管早产的遗传成分(PTB)早已被全基因组关联研究(GWASs)识别和定位,但是PTB的分子决定因素仍然难以捉摸。这部分是由于与妊娠和PTB相关的人类细胞类型中功能基因组注释的不完全可用。我们检测了间充质基质/干细胞和体外分化的蜕膜细胞转录组(RNA-seq),表观基因组(H3K27acH3K4me1H3K4me3组蛋白修饰的ChIP-seq),开放染色质(ATAC-seq)和染色质相互作用(启动子捕获的Hi-C),并建立了一个计算框架,将这些功能注释与56384名妇女妊娠期GWAS的结果相结合。利用这些资源,我们发现了与妊娠持续时间和相关基因座靶基因相关的其他基因座。我们的策略说明了妊娠相关细胞类型中的功能注释如何帮助GWASPTB以及其他可能与妊娠相关的状况。


图片


1、以PRL基因为中心的RNA-seqATAC-seqChIP-seqpcHi-C图谱示意图。

 

 

2、RNA-seq + qRT-PCR
题目:Role of IgE-FcεR1 in Pathological Cardiac Remodeling and Dysfunction
IgE-FcεR1在病理性心脏重塑和功能障碍中的作用
发表期刊:Circulation.  
发表时间:2020-12-11  
影响因子:23.603
摘要速览:
免疫球蛋白E (IgE)属于一类参与对特定过敏原免疫反应的免疫球蛋白。然而IgEIgE受体(R1)在病理性心脏重塑和心力衰竭中的作用尚不清楚。本研究检测人类和小鼠患病心脏的血清IgE水平和心脏IgE受体(R1)表达。通过R1基因缺失、抗IgE抗体和骨髓(BM)移植在体内探索了FcεR1信号在病理性心脏重塑中的作用。在体外原代培养的大鼠心肌细胞(CMs)和心脏成纤维细胞(CFs)中进一步评估IgE-FcεR1通路的作用。RNA-seq和生物信息学分析用来鉴定由IgE/FcεR1调节的生化变化和信号通路。研究结果表明,心脏衰竭患者血清IgE水平显著升高,两种由慢性压力超负荷引起的小鼠心脏疾病模型中血清IgE水平也显著升高。有趣的是,人类和小鼠衰竭心脏中的R1表达水平也显著上调。通过R1基因敲除阻断IgE-FcεR1途径可减轻TAC-Ang II诱导的病理性心脏重塑和/或功能障碍。抗IgE抗体也能显著减轻Ang II诱导的心脏重塑。骨髓移植实验表明,IgE诱导的心脏重构是通过非骨髓来源的细胞介导的。发现FcεR1CMsCFs中都有表达。在培养的大鼠慢性粒细胞白血病细胞中,IgE诱导的慢性粒细胞白血病细胞肥大和肥大标记物的表达通过消耗R1因子而被消除。在培养的大鼠慢性疲劳综合征中,IgE诱导的慢性疲劳综合征激活和基质蛋白的产生也被R1缺乏阻断。RNA-seq和信号通路分析表明,转化生长因子-β (TGF-β)可能是一种关键的介质,阻断TGF-β确实减轻了IgE诱导的心肌细胞肥大和心脏成纤维细胞的激活。我们的发现表明IgE诱导在病理性心脏重构中起着致病作用,至少部分是通过CMsCFsIgE-FcεR1信号的激活。针对IgE-FcεR1轴的治疗策略可能对管理IgE介导的心脏重塑有效。



2IgE对新生大鼠心肌细胞转录组的影响

 

3、RNA-seq + qRT-PCR
题目:Temporal unsnarling of brain's acute neuroinflammatory transcriptional profiles reveals panendothelitis as the earliest event preceding microgliosis
大脑颞部急性神经炎症转录谱揭示泛发性皮炎是小胶质细胞增生的最早事件
发表期刊:Mol Psychiatry.  
发表时间:2020-12-8  
影响因子:12.384
摘要速览:
脓毒症相关脑病是一种由全身炎症引起的急性进展性脑功能障碍。严重不良事件期间引发神经炎症的机制仍不清楚。我们旨在研究严重不良事件的分子事件,以捕捉其发病和进展,并进一步确定参与介导急性炎症信号的细胞因素。从用外周脂多糖(LPS)处理的小鼠大脑中分离的脑血管上的基因表达谱显示,通过上调即时早期反应基因的表达,随后激活核因子-κB途径,脑血管在几分钟内对急性全身性炎症做出反应。为了确定最早的反应细胞类型,我们使用荧光激活细胞分选术(FACS)对在不同时间点用脂多糖处理的小鼠大脑中的胶质细胞和血管细胞进行分选,并对小胶质细胞和大脑内皮细胞(CECs)进行RNA-seq。生物信息学分析随后对所有细胞类型的进一步验证显示泛发性皮炎。也就是说,在急性神经炎症开始时,中枢神经系统中的最早事件是中枢神经系统的激活。小胶质细胞的激活发生得比内皮细胞晚,这表明内皮细胞最有可能是促炎介质的最初来源,它可以进一步启动胶质细胞的激活。随后,CECs中凋亡信号的激活,已知这导致血脑屏障破坏,允许外周细胞因子泄漏到中枢神经系统,加剧胶质增生,并导致恶性神经炎症级联反应。总之,我们的结果模拟了系统性炎症进入中枢神经系统过程中最早的连续事件,并有助于理解血管和胶质细胞在严重不良事件期间引发和驱动急性神经炎症中的相互作用。



 

3、急性全身炎症影响脑血管相关RNA-seq结果。

 

4、RNA-seq + Polyribo-seq
题目:Translatome and Transcriptome Profiling of Hypoxic-Induced Rat Cardiomyocytes
低氧诱导大鼠心肌细胞的翻译组谱和转录组谱
发表期刊:Mol Ther Nucleic Acids.  
发表时间:2020-12-4  
影响因子:7.032
摘要速览:
成人心脏缺氧作为一个重要的发病因素,可对心脏损伤和功能障碍产生不利影响。反映细胞对缺氧反应的整体转录组和翻译组尚未在心肌中得到广泛研究。在这项研究中,我们在体内和体外暴露于不同时期缺氧应激的大鼠心脏组织和H9C2细胞中进行了转录组RNA-seq和翻译组Polyribo-seq检测。时间基因表达谱显示了转录组和翻译体的区别,主要集中在细胞凋亡、自噬、DNA修复、血管生成、血管形成、心脏细胞增殖和分化。大量基因的转录和翻译水平密切相关,这些基因在5UTR具有共同的RNA基序“5’-GAAGUGCC-3’”。进一步确定NCBP3识别该RNA基序并促进缺氧应激下心肌中的翻译过程。综上所述,我们的数据显示了低氧暴露后转录组和翻译组的改变之间的密切联系,强调了翻译调控在相关研究中的意义。当前研究中所描述的分子反应可能是进一步理解缺氧诱导心脏疾病作用机制的有价值的信息。



 

4、缺氧心肌细胞RNA-SeqRib-Seq的研究概况。

 

5、RNA-seq + RNAi treatment
题目:Tissue-specific Gene Expression Changes Are Associated with Aging in Mice
小鼠与衰老相关组织特异性基因表达变化
发表期刊:Genomics Proteomics Bioinformatics.  
发表时间:2020-12-10  
影响因子:7.051
摘要速览:
衰老是一个复杂的过程,其特征是个体的功能和认知能力下降。衰老可以根据重要器官的功能及其相互之间复杂的相互作用来评估。因此,衰老的本质可以通过关注特定的器官和个体本身来描述。然而,为了充分理解衰老的复杂性,人们不仅必须研究单一的组织或生物过程,还必须研究它与其他生物过程的复杂相互作用和相互依存关系。这里,我们使用RNA-seq检测了小鼠在9个月、15个月、24个月和30个月时四种组织(包括大脑、血液、皮肤和肝脏)老化过程中转录组的变化,最终评估是在30个月的高龄时。我们确定了几个基因和过程,它们在衰老过程中以组织依赖和组织非依赖的方式受到差异调节。最重要的是,我们发现在衰老过程中,线粒体的电子传递链在四个组织的转录组水平上受到类似的影响。我们还确定肝脏是随着时间的推移表现出最大差异表达基因的组织。发现Lcn2(脂质运载蛋白-2)在所有组织中受到类似的调节,并且使用其在秀丽隐杆线虫中的直系同源物来验证其对寿命和存活的影响。我们的研究表明,衰老的分子过程在其过程中是相对微妙的,每个组织的衰老过程取决于组织的专门功能和环境。因此,单个基因或过程不能被描述为整个生物体衰老的关键。



 

5RNA-seq的主成分聚类结果。
 

 

 
 
 
 
植物领域
 
6RNA-seq + qRT-PCR
题目:Role of MdERF3 and MdERF118 natural variations in apple flesh firmness/crispness retainability and development of QTL-based genomics-assisted prediction
MdERF3MdERF118自然变异在苹果果肉硬度/脆度保持中的作用及基于QTL基因组学辅助预测的发展
发表期刊:Plant Biotechnol J.  
发表时间:2020-12-15  
影响因子:8.154
摘要速览:
在冷藏过程中保持果肉的质地对水果品质的长期保持至关重要。决定果肉硬度和脆度保持性的遗传变异还不太清楚。本研究的目的是鉴定基于数量性状位点的基因标记,并建立苹果果肉硬度和脆度保持性的基因组辅助预测模型(GAP)。2016年和2017年收集了不同苹果品种的2664个表型数据。表型分离明显,果肉硬度和脆度保持率的广义遗传力分别为83.85%83.64%。利用共分离分析和RNA-seq从鉴定的62QTL中预测出56个候选基因。估计了在每个候选基因上设计的标记的基因型效应。基因组学预测值是使用聚合标记基因型效应和总体平均表型值获得的。后续验证实验表明,对果肉硬度和脆度的预测精度分别为0.55410.6018MdERF3启动子中8-bp的缺失破坏了MdDOF5.3的结合,降低了MdERF3的表达,解除了对MdPGLR3MdPME2MdACO4表达的抑制,最终降低了果肉的硬度和脆度保持率。MdERF118启动子中的3-bp缺失通过破坏MdRAVL1的结合而降低了其表达,这增加了MdPGLR3MdACO4的表达,并降低了果肉的硬度和脆性保持性。这些结果为调控果肉硬度和脆度保持性的遗传变异网络提供了见解,GAP模型可以辅助苹果育种。



 

6、苹果果肉硬度和脆度在冷藏过程中的变化及其关系。

 

关于天昊

天昊生物具有丰富的转录组相关多组学联合分析,以及全转录组测序和qRT-PCR检测经验,研究者致力于为研究者提供“一站式”高质量的科研策略咨询、实验技术服务和遗传数据分析服务,期待成为大家科研工作中的“昊”助手与“昊”伙伴。欢迎联系研究者具体咨询!

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