美吉生物

基因表达调控 转录组 全转录组测序

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随着RNA,特别是非编码RNA研究的不断深入,单一的转录组学测序已经不能满足现有的科研需求,为系统的揭示生物现象背后RNA世界的转录调控规律,全转录组应运而生。全转录组的研究不再局限于mRNA,同时涵盖了种类丰富,数量庞大的调控型非编码RNA分子(包括miRNA,lncRNAcircRNA等)。全转录组高通量测序,采用去核糖体链特异性建库方法和小片段富集筛选建库方法,可实现编码RNA和非编码RNA的建库、测序、生物信息学分析及联合分析、ceRNA调控网络等,从而快速全面准确地获得与特定生物学过程(例如生长发育、疾病发生等)的数据信息,全转录组学研究将调控机制研究延伸到网、多层面结合的立体模式,有助于相对全面解读生物学现象。


适用范围

  1)生理调控:动植物生长发育、新陈代谢研究

  2)外源胁迫:营养缺乏、抗逆、抗病虫害调控机理研究

  3)表型性状:动植物表型(肉质、花色)形成等研究

  4)药物效应:动物或人体疾病用药效果

  5)致病机理:疾病发生发展过程机制

  6)分子标记:疾病潜在潜在biomarker筛选,作为预后、治疗指导


美吉优势

  1)突破单一RNA类型限制,实现转录+调控的全方位研究

  2)数据丰富,一次实验,同时获得4RNA信息

  3)ncRNA靶基因预测,功能注释,多维度的关联分析

  4)紧扣前沿科研热点,构建ceRNA网络

  5)经验丰富,实验流程成熟,数据可靠

  6)采用云平台交付数据,多维度结果图片展示,数据图表循环挖掘


实验流程



生信分析





技术参数


样本要求

动物:≥1 g

植物:≥2 g

全血:≥ 2 mL

细胞: 5×106 cells

RNA要求

≥4 μg,200 ng/μL

建库测序

longRNA-seq去核糖体,链特异性文库,Illumina PE150测序

smallRNA-seqSMART技术建库,Illumina SE75测序

数据量

mRNA+lncRNA+circRNA15G clean data

miRNA10M raw reads



云课堂

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美吉生物云 敬请期待。。。


案例一:通过RNA-seq揭示斜带石斑鱼对变形假单胞菌的sigX基因的免疫反应


变形假单胞菌作为自然界的常见菌,常引起的水产养殖动物疾病,特别是由变形假单胞菌引起的内脏白点病是危害海洋鱼类的常见疾病,引起海洋鱼类的大规模死亡。我国沿海地区时常会爆发由变形假单胞菌引起大规模鱼类病害,给水产养殖行业带来了庞大的经济损失。sigX蛋白在原核生物中发挥着多种重要的作用,如铁元素吸收、脂肪酸代谢、生物膜形成等。用缺失sigX基因的铜绿假单胞菌感染秀丽隐杆线虫导致其存活率比野生型菌株提高了18%。然而,目前对sigX在细菌致病性方面的作用认识非常有限,对sigX在病原菌感染中的作用研究还尚未有报道。鉴于变形假单胞菌对养殖鱼类的巨大危害以及sigX对其毒力具有潜在的重要作用,作者使用sigX-RNAi菌株感染斜带石斑鱼,用来揭示变形假单胞菌的sigX沉默对其免疫应答的影响。

 

研究思路:

 

分析结果:

 

sigX-RNAi菌株感染组与野生型菌株感染组相比,共有6,296个基因表达发生显著差异,其中3,340个下调,2,956个上调(A挑选出前50个上调的DEGsB)进行了GO富集分析(C),结果显示前8个富集上的GO term全部与分子功能相关,如催化活性,内肽酶活性等。

 

对差异表达的mRNAmiRNAlncRNA进行关联分析并绘制网络图。网络图中展示了23个差异表达免疫基因及其有相互靶向作用的差异miRNAlncRNA。从网络图中可以看出,虽然差异表达免疫基因在sigX-RNAi菌株感染组中均上调,但是对应的非编码RNA却有着不同的表达水平。这也表明了mRNA和非编码RNA 之间的关系是复杂的。当与mRNA相互作用时,lncRNAmiRNA具有竞争关系。免疫基因受miRNAlncRNA的调控。

 

例二:揭示牛骨骼肌潜在功能ceRNAlncRNA-miRNA-mRNA网络的特征


有文章报道ncRNA在牛骨骼肌形成中起到关键调控作用,但是关于lncRNA的作用和功能仍不甚清晰。本研究基于ceRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并通过网络分析、GOKEGG功能分析,揭示了lncRNA介导的ceRNA功能和机制。

 

研究思路:

 

 

分析结果:

 

基于差异表达分析,两组生长阶段共筛选得到61个差异lncRNA102个差异miRNA2978个差异mRNA


 

功能富集:lncRNA调控牛骨骼肌发育中肌细胞内稳态、中胚层发育、背/腹模块形成等作用;通路富集:共表达mRNA富集长寿调节、贴壁连接和Wnt信号通路,其中Wnt信号通路对胚胎肌肉发育和成年骨骼肌稳态的维持至关重要。

 

参考文献:

[1] Sun Y J, Luo G, Zhao L M, et al. Integration of RNAi and RNA-seq Reveals the Immune Responses of Epinephelus coioides to sigX Gene of Pseudomonas plecoglossicida[J]. Frontiers in Immunology, 2018, 9: 1624.

[2] Yue B L, Li H, Liu M, et al. Characterization of lncRNA-miRNA-mRNA Network to Reveal Potential Functional ceRNAs in Bovine Skeletal Muscle[J]. Frontiers in Genetics, 2019, 10(91).

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