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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    发表期刊:Postharvest Biology and Technology影响因子:IF=3.112(SCI二区)研究背景草莓(Fragaria×ananassa Duch.)由于其独特的风味和多汁的质地,是一种在世界范围内广受欢迎的园艺作物。它是维生素C和抗氧化剂的良好来源,但由于软化快、机械损坏、真菌腐烂和采后代谢迅速,很容易腐烂。在6℃贮藏1d后,草莓果实中的蔗糖水平由于快速的采后代谢而达到无法检测的水平。虽然草莓品种的贮藏期不同,但平均贮藏期通常只有3-5d。先前研究报道了CO2诱导的生理和机械变化,收获后,草莓果实中含有较高水平的二氧化碳(CO2)以提高可储存性。暴露于20%CO2中12或48h的草莓果实比在环境空气中贮藏3d的水果更结实。高浓度的二氧化碳会影响细胞壁钙的结合,提高果实的硬度。为了深入了解高浓度CO2在分子和生化水平上的影响,多学科方法是必要的。整合基因组学、蛋白质组学和代谢组学将有助于更好地理解植物对外界刺激的全面定性和定量反应。尽管对草莓果实采后对高CO2的响应进行了研究,但对细胞反应的全面了解仍不甚清楚。本研究联合转录组学和代谢组学方法来研究分子和细胞反应,将收获的草莓果实短期暴露于30%CO2,以全面了解改善的果实耐贮性。材料与方法01植物材料与CO2处理草莓于80%红色收获,收获后,果实立即运往实验室。选择大小和颜色一致的果实作为试验材料。分组:0D:环境空气0h(收获后立即)1D:3h环境空气处理后1d1DT:3h 30%CO2处理后1d 02硬度测定随机抽取3个重复容器中的10个草莓果实进行硬度测定(n=30),经硬度测定后丢弃。采用CT-3纹理分析仪进行硬度测量。用直径为100mm、速度为2mm、应变为5mm、直径为100 mm的平板探针,在果实赤道面测量果实硬度(N)。草莓果实表面微生物...
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    发布时间: 2018 - 12 - 13
    集思慧远客户发表——《王枣子根、茎和叶的比较转录组分析揭示了王枣子素生物合成的候选基因》英文标题:Comparative transcriptome analysis of roots, stems and leaves Isodon amethystoides reveals candidate genes involved in Wangzaozins biosynthesis杂志:BMC PLANT BIOLOGY影响因子:IF=3.930摘要    王枣子是一种重要的中药植物,具有治疗多种疾病的药理作用,包括肺结核。四环二萜类化合物王枣子素(王枣子甲素Wang zaozin A,王枣子乙素GlucocalyxB)是王枣子的主要生物活性化合物。然而,关于这些化合物生物合成的分子信息仍然不清楚。通过对王枣子中王枣子素积累水平的研究,发现该植物的根、茎和叶组织有很大的变化,表明不同组织间代谢产物生物合成和积累的可能存在差异。为了更好地阐明四环二萜生物合成途径,我们对根、茎和叶组织进行转录组测序,并进行了de novo序列组装和分析。分析了与二萜类生物合成有关的候选基因,如CPS、KSL等。用qRT-PCR方法对8种涉及四环二萜类生物合成的转录本在王枣子不同组织中的表达谱进行了验证,解构该通路的基因表达谱。ISPD、ISPF和ISPH(MEP途径)以及IaCPS和IaKSL(二萜类途径)候选基因在叶片和根中的差异表达,可能是造成王枣子叶片中王枣子素积累较高的原因之一。本文报道的基因组数据和分析为进一步研究这一重要药用植物奠定了基础。材料与方法植物材料:一年生健康王枣子个体的根、茎、叶(3个重复)王枣子素的提取与鉴定(靶标代谢):种类:王枣子甲素、王枣子乙素和王枣子丙素        &...
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    发布时间: 2018 - 12 - 10
    英文标题:Selection and Validation of Novel RT-qPCR Reference Genes under Hormonal Stimuli and in Diferent Tissues of Santalum album杂志:Scientific  Reports影响因子:IF=4.122摘要   逆转录实时定量聚合酶链式反应 (RT-qPCR)因其高通量、特异性和敏感性而被广泛应用于基因表达水平的研究。为了获得准确可靠的结果,RT-qPCR分析必须有一个合适的参考基因。到目前为止,经济热带树种檀香((Santalum album L.)还没有被验证的可靠参考基因。在本研究中,有13个候选参考基因(包括从大量的檀香转录组数据中筛选出的12个新的可能的参考基因,以及目前使用的β-actin基因)在不同的组织(茎、叶、根和愈伤组织)、以及水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯 (MeJA)、赤霉素(GA)处理作用下的愈伤组织中,用GeNorm,NormFinder,BestKeeper,Delta CT和 RefFinder算法综合验证。几种新的候选参考基因比目前使用的传统基因ACT要稳定得多。SA处理中ODD和Fbp1、MeJA处理中的CSA 和Fbp3、JA处理中的PP2C和Fbp2、以及3个激素处理中FBP 1和FBP 2,分别是最准确的参考基因。当FAB1A与PP2C结合后,被鉴定为四种组织最适宜的参考基因组合。而HLMt, PPR和FAB1A的组合则是所有实验样本中最理想的参考基因。此外,为了验证我们的结果,我们还通过参考基因及他们的组合在MeJA处理下的三种檀香组织中评估了SaSSy基因的相对表达水平。本研究中所鉴定的参考基因将提高RT-qPCR分析的准确性,并将有...
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    发布时间: 2018 - 12 - 03
    发表期刊:Microbiome影响因子:9.133(SCI一区)研究背景最近几年,对肠道微生物群(GM)的研究已经不仅仅是描述分类组成,通常是将16S rRNA基因测序应用于粪便样本,更广泛地研究GM的功能潜力,这是通过鸟枪法宏基因组学(MG)方法实现的。群体MG研究表明,尽管存在较大的个体间结构/组成变异,GMs仍有一组稳定的核心功能。然而,由于测序的基因不一定表达,MG不能提供可靠的信息,说明哪些微生物的功能特征实际上在响应宿主代谢、免疫、神经生物学、饮食或其他环境因素的刺激而发生变化。相反,这类信息可以由功能宏组学收集,如宏转录组学(MT)和宏蛋白质组学(MP),它们对微扰具有较高的敏感性,因此可能更好地反映宿主微生物相互作用。在这方面,特别令人感兴趣的是调查人类群体中潜在的和实际活跃的GM特征之间的关系,为了从已知的MG的潜能开始鉴定在健康肠中组成型表达的微生物功能。最近的一项研究已经针对MT实现了这一目标,在具有最高表达率(mRNA/DNA比率)和参与淀粉代谢,氨基酸生物合成,孢子形成和以及具有最低表达率的肽聚糖生物合成的基因中发现了核糖体蛋白和柠檬酸循环酶的转录物。人们对微生物蛋白的了解较少,尽管它们提供了有关GM代谢的主要信息,并且代表了宿主-GM相互作用中的关键分子。尽管有一些开创性的研究提出了对疾病有关的人类群体中的宏基因组和宏蛋白组的分析,到目前为止,还没有系统地、比较地调查健康人群的分类学和功能特征,这种特征可能和实际由GM表达。材料与方法01实验设计图1本研究的实验设计注:从临床监测的撒丁岛人群中选出15名健康成人(男性7名,女性8名)。从每个人身上采集粪便样本,同时进行Illumina鸟枪法DNA测序(宏基因组)和LTQ-Orbitrap鸟枪法质谱分析(宏蛋白组)。宏基因组学也被用作序列数据库,以便进行严格的宏蛋白质组/宏基因组比较,并进行分类和功...
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    发布时间: 2018 - 11 - 26
    摘要全转录组范围内鉴定能与蛋白结合的RNA(RBPs),是了解转录后基因调控网络的必要条件。然而RBPs蛋白组的研究主要局限于多聚腺苷酸的RNA与蛋白的结合,对于没有ploy-A尾的RNA(主要的是非编码RNA和RNA前体)几乎都没发现。本文介绍了一种点击化学(主旨是通过小单元的拼接,来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成。它尤其强调开辟以碳-杂原子键(C-X-C)合成为基础的组合化学新方法,并借助这些反应(点击反应)来简单高效地获得分子多样性。)辅助的RNA互作捕获策略(CARIC),能够对RBPs进行无差别鉴定,不受RNA是否具有ploy-A尾的约束。CARIC主要是利用炔基尿苷类似物对RNA进行标记,并在活体内进行RNA-protein光照交联,然后与叠氮化物生物素进行点击化学反应,亲和富集后进行蛋白组分析。利用CARIC在人的宫颈癌细胞中鉴定到597个RBPs,包括130个之前未知的RBPs。这些新发现的RBPs可能是和非编码RNA结合的,因此发现了一些之前未知的非编码RNA参与的过程(例如蛋白酶体功能和中间代谢)。材料方法实验材料:人的宫颈癌细胞,胚肾细胞;质粒构建和细胞转染:克隆宫颈癌细胞cDNA(hnRNPC,MBNL1,VDAC1,NME2),克隆质粒:VigoFect;几种已知RPBs用来验证CARIC技术成功率CARIC分离出的RNA测序:Illumina HisEq 4000 PE150;蛋白质谱检测:LC-MS/MS,Easy nLC 1000 system +Velos Pro Orbitrap Elite mass spectrometer;质谱数据分析:MaxQuant version 1.5.5.1(原始数据分析),依靠人的蛋白数据(UniProt)Andromeda search engine进行蛋白查询;CARIC RBPs验证:CLIP...
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    发布时间: 2018 - 11 - 09
    前沿慢性阻塞性肺病(COPD)是一种炎性疾病,其特征在于进行性空气流量限制,并且被认为部分地由于响应于慢性空气污染物暴露(主要来自吸烟)而引起的夸大的肺部炎症。目前可用的治疗方法在很大程度上是无效的。因此,有效治疗COPD迫切需要新型的治疗药物。前期系统药理学鉴定了补肺益肾方(BYF)的195种潜在靶点,并被证实对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠有短期治疗作用。然而,对慢性阻塞性肺疾病(COPD)的长期疗效及机制尚不清楚。因此,本研究以慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠为研究对象,于第9~20周给药。然后通过转录组学-蛋白质组学-代谢组学分析第32周BYF对慢性阻塞性肺病大鼠的长期影响。材料与方法样本收集第0-8周构建COPD大鼠模型,将32只大鼠置于一个暴露于烟草和反复肺炎克雷伯菌感染的封闭的盒子里,第9-20周大鼠每日灌胃给予生理盐水(2mL)、BYF(4.44g/kg,0.5g/ml)和氨茶碱(2.3mg/kg)。检测方法转录组:Microarray(4×44K)大鼠全基因组表达谱芯片;蛋白组:8-plex iTRAQ,NanoLC-QTOF-MS;代谢组:Agilent-1200 LC-Agilent-6520 Q-TOF;数据分析Agilent GeneSpring GX software version 11.0Mascot:蛋白质鉴定Mass Hunter:代谢物鉴定SIMCA-P:PLS-DA基因、蛋白质和代谢物集富集、网络和通路分析Bingo(CytosCapev3.1.1插件)用于分析转录本和蛋白质的分子功能;DAVID和KEGG数据库对转录本和蛋白质进行途径富集分析。Metscape用于分析基因、蛋白质和代谢组学数据的整合途径;ClueGO(Cytoscape插件被用来探索基因和蛋白的分子功能。MetaboAnalyst 3.0被用来确定代谢物...
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SQANTI:广泛分析全长转录组测序数据,用于全长转录组鉴定和定量中的质控

日期: 2018-08-17
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SQANTI:广泛分析全长转录组测序数据,用于全长转录组鉴定和定量中的质控



摘要

      使用三代测序进行全长转录组高通量测序为发现数千种新的转录本铺平了道路,甚至在注释良好的哺乳动物物种中也是如此。测序技术已经发展成为研究的必需品及能够发现变异体的工具。本研究介绍了SQANTI,一种用于三代转录组测序分类的自动化方法,它可以使用47个唯一的描述符来评估数据和预处理方法的质量。以小鼠神经转录组((PacBio三代测序)为例来说明SQANTI是如何有效地分析全长转录组的组成。通过RT-PCR对 ToFU处理过的PacBio的转录本进行整体评估,发现许多新的转录本是测序方法的技术伪影,SQANTI质量描述符可以用来设计过滤策略删除它们。在这些精确的转录本中,大多数新的转录本都是现有剪接位点的新组合,既丰富了一般代谢功能,也丰富了神经特异性功能。本研究揭示了:这些新的转录本对正确量化转录水平(通过最先进的基于二代的量化算法)有着重要的影响。通过将SQANTI处理过的转录本和公共蛋白质组学数据库进行比较,发现在蛋白质组学检测中,很难进行可替代的异构体检测。SQANTI允许用户最大限度地利用三代测序的分析结果,通过提供质量评估来精确转录本质量。

SQANTI介绍

SQANTI:广泛分析全长转录组测序数据,用于全长转录组鉴定和定量中的质控

     SQANTI是用Python实现的,用R进行统计分析和生成描述性绘图。其程序有两个主要功能:sqanti_qc.pysqanti_filter。

     sqanti_qc.py:(1)根据所提供的参考序列校正转录本,并返回校正后的转录本。(2)将测序的转录本与现有的基因组注释进行比较,生成基因模型,并根据剪接点对转录本进行分类。(3)利用GeneMarkS-T对ORFs进行了预测。(4)运行了预测RT切换的算法;(5)返回转录本水平和剪接水平描述性文件(总共有47个描述符)。

      sqanti_filter:使用SQANTI特性输出通过两种不同的方法对工件执行筛选。内启动过滤器选项删除在基因组3‘端位置下游腺嘌呤延伸的转录本。机器学习过滤器基于上述策略的用户数据进行Random Forest 分类。

     

SQANTI:广泛分析全长转录组测序数据,用于全长转录组鉴定和定量中的质控

图1 实验模型和SQANTI分析综述


实验及分析结果说明

1与方


实验材料:新生小鼠(4d)神经祖细胞(NPCs)、少突胶质祖细胞(OPCs)

测序平台:Illumina、PacBio

实验流程:见图1C


2从转录本长度和剪接点对转录本进行评估

   

       三代转录组测序的一个基本目标是捕捉转录组复杂性的程度,并获得完整的转录本。SQANTI包括所有描述的基本图形,以便于研究这些方面。由于分析提供了转录本分类细节,增加了对测序结果质控的理解度。作者从SQANTI分类中各组分转录本长度对转录本情况进行了描述(图2),表明:三代测序的小鼠神经转录组,恢复了全长转录本; 同时,由于剪接事件和3'/5'端长度的变异,相对于小鼠参考转录组,具有重要的新颖性。

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图2. 校正的PacBio转录本的SQANTI特征

      从可变剪切角度对校正后的转录本进行评估。作者对剪接点的类型进行分类并对其在在个各分类中做了评估,发现:新的非标准剪接分布比较集中,说明实验伪影可能存在(图3A);5'端无论是标准的还是非标准的,都是不能被观察到 (图3B),这可能是5‘端未加注释的结果,且5'端前120nt的新可变剪接转录本几乎没有short reads支持(图3B);另外作者还预测了reverse transcriptase (RT) template switching,这个机制能解释一部分新的非标准剪接。

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图3. 校正的PacBio转录体中的剪接连接特征


3PacBio转录本的PCR验证

  

为了揭示 ToFU分析所检测到的转录本是否正确,我们对67个包含不同SQANTI类别的mRNAs进行用dT引物了RT-PCR扩增,30个用随机引物进行了扩增验证(下表1)。结果表明:在NNC(新的未注释转录本)中出现的伪转录本较多。图4A是对下表的举例说明。

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4利用SQANTI特性构建ToFU质量控制过滤器

      作者基于这些特征训练机器学习(ML)分类器对 ToFU输出的转录本进行了过滤。将SQANTI预测结果与RT-PCR验证结果比较,发现两者相差不大(图4B)。并将SQANTI与其他过滤方法进行了对比,结果显示SQANTI的结果得分最高(图4C、D)。作者将SQANTI过滤前后的分类描述状况进行了比较(图4E)。

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图4.SQANTI在鼠标数据集上的过滤性能

5与蛋白数据库比较分析

       作者对SQANTI发现的新转录本进行了GO富集分析,发现这些转录本在代谢过程、神经发生调节、少突胶质细胞谱系、行为和钾离子运输调控等方面富集(图5A)。此外还研究了公共蛋白质组数据库中的肽数据是否可以支持SQANTI发现的新转录本(图5B、C)。结果表明,在公共蛋白质组数据库中直接检测新的和替代的转录本的编码肽链是不可行的。其具体过程感兴趣的读者可查看原文。

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6SQANTI对二代测序准确量化转录本有重要影响

      最后,作者用二代测序结果map三代转录本和参考基因组的转录本上,发现可变剪切出现的转录本结构差异会导致预测到的该基因的表达最多转录本出现误差。详情因篇幅原因这里不再讲述,还请读者到原文查找。


该软件的使用前提为有参物种,且物种参考基因组的组装质量对该软件处理结果有很大影响。


SQANTI:广泛分析全长转录组测序数据,用于全长转录组鉴定和定量中的质控
研究亮点


1.在质控方面,该软件分类详细,质控角度相对全面,且有具体的描述符,便于用户精确转录本质量。

2.在过滤伪转录本方面,该软件准确率较高,且作者有进行RT-PCR的验证。

3.在本文章中,作者对该软件的评估比较全面。





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