基于RNA-seq的HBSS诱导细胞自噬的组学分析及实验验证

为寻找Hank’s平衡盐溶液(HBSS)诱导细胞自噬的调控蛋白,对HBSS诱导大鼠肾上皮(NRK)细胞株的细胞自噬现象进行转录组分析和实验验证.用HBSS分别处理细胞不同时长,结合LC3B-Ⅱ蛋白表达量和细胞存活率确定最佳诱导时间.根据最佳诱导时间制作细胞样品,进行转录组测序(RNA-seq),原始数据质控过滤后进行注释和分析.选取表达差异变化排序靠前的基因进行敲降实验,筛选具有潜在调控功能的蛋白质,接着用荧光定量PCR实验对该蛋白质的上游基因表达情况进行辅助验证.结果发现,HBSS诱导细胞自噬的最佳诱导时间为3 h;在转录组结果中共鉴定到32 305个基因,477个差异表达基因,差异基因的GO和KEGG富集分析结果显示这些基因主要参与代谢底物分解、氨基酸转运以及蛋白质修饰调控等信号调控通路;免疫印迹结果表明干扰基因Sat1的表达可以降低细胞内LC3B-Ⅱ的表达水平.本研究围绕HBSS诱导细胞自噬进行转录组学测序分析,并通过实验发现了影响LC3B-Ⅱ表达的潜在功能调控基因Sat1.综合考虑所有实验结果,Sat1可能通过GO和KEGG显著富集的信号通路影响HBSS诱导的细胞自噬,这些发现...     

转录组测序解析油菜素甾醇调控番茄根发育的机制

利用生理学实验分析番茄幼苗主根对不同浓度油菜素甾醇(BRs)的响应情况,通过转录组测序寻找番茄幼苗根系在不同浓度BRs处理下的差异表达基因,利用GO与KEGG富集分析探究差异表达基因参与的信号通路.结果发现,0.5 nmol/L的表油菜素内酯(eBL,BRs的一种)促进主根伸长,而10 nmol/L的eBL显著抑制主根伸长.转录组测序发现,与对照相比,10 nmol/L eBL处理共产生585个差异表达基因,其中271个上调和314个下调.进一步的GO与KEGG富集分析表明,上调的差异基因主要与乙烯合成与代谢、植物激素信号转导和MAPK信号转导有关,暗示BRs可能与乙烯交叉互作调控高浓度BRs对植物主根生长的抑制.研究结果为BRs参与植物根系发育调控提供了又一证据,也为番茄等农作物生产中科学使用BRs提供了强有力的支撑.     

亚麻木酚素干预下ApoE基因敲除小鼠肝脏转录组分析

利用转录组测序技术研究了亚麻木酚素干预下ApoE-/-(Apolipoprotein E,ApoE)小鼠肝脏组织中差异表达基因及相关信号通路，为明确亚麻木酚素缓解高脂血症的分子机制奠定基础。结果表明，亚麻木酚素组和模型组之间，共有372个差异表达基因，其中包括234个显著上调基因，138个显著下调基因。这些关键的差异表达基因包括Hsd3b5、Acot1、Elovl3等与脂质代谢相关的基因。GO(Gene ontology, GO)富集分析发现差异表达基因主要富集在脂肪酸代谢等生物过程、细胞外间隙等细胞组分以及单加氧酶活性等分子功能。KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)信号通路富集分析表明差异表达基因在PPAR(Peroxisome proliferation activated receptors, PPAR)信号通路被富集。PPAR信号通路的多个基因的表达被激活，如Fabp、Cyp、Acsl、Ehhadh、Fads、Acaa、Scp、Pltp等，推测亚麻木酚素是通过PPAR信号通路调节ApoE-/-小鼠血脂水平的。     

迟缓爱德华氏菌刺激对牙鲆转录组差异基因表达的影响

为了研究迟缓爱德华氏菌刺激下牙鲆基因表达作出的响应,采用高通量测序平台(Illumina HiSeq)分别对迟缓爱德华氏菌刺激的牙鲆和未受刺激牙鲆的肾脏进行转录组测序,并对差异基因进行生物信息学分析,包括GO(基因功能注释)、SNP(单核苷酸多态性)分析、SSR(简单重复序列)分析等.结果表明,用Trinity软件对clean reads进行拼接后,聚类得到222 980条转录本,总长200 234 420 bp,平均长度898 bp,N50为1 886 bp.对组装的序列进行基因功能注释后,有99 808条序列得到了注释.筛选出2 502个差异表达比较显著的基因,表达量上调的有1 280个,下调的有1 222个.GOseq结果显示差异基因显著富集在38个GO terms上,包括6个细胞组分、12个生物学过程和20个分子功能.差异基因共获得277个KEGG通路富集,627个差异基因显著富集到20条信号通路上,其中,8个与信号通路有关,3个与发育有关,9个与相关疾病有关.     

嗜麦芽糖寡氧单胞菌H002的基因组分析及对铀胁迫的转录组响应

为探究嗜麦芽糖寡氧单胞菌H002响应金属铀冲击的分子机制及生物修复铀污染的潜力，本研究从基因组和转录组两个层面进行了分析.基因组测序结果表明，H002基因组大小为5 099 056 bp,预测编码4780个蛋白；与其他6个近缘菌株相比，H002拥有344个独特的编码基因，涉及膜转运、细胞运动和分泌等功能.转录组分析显示，在铀胁迫的早期(1 h),差异基因主要富集于细胞运动、分泌、蛋白质和肽聚糖合成等KEGG途径.部分分泌通道相关基因的表达下调，可降低细胞对铀离子的摄取，进而减轻铀离子对细胞的毒性.在铀胁迫的后期(2 h和4 h),参与铀生物矿化的磷酸酶相关基因和能够提供还原电子的细胞色素c基因的表达上调，能以主动方式降低铀的细胞毒性.     

水分胁迫下马铃薯萌芽出苗期 根系转录组差异表达分析

以马铃薯‘克新1号’为材料,通过Illumina HiSeqTM 4000高通量测序技术,对不同水分胁迫后的马铃薯萌芽出苗期根系cDNA文库进行了RNA-Seq分析,拟探明马铃薯感应水分胁迫的分子机制,挖掘出与抗旱密切相关的功能基因.将比对到基因组上的基因利用RPKM衡量各样本间的基因表达丰度,以P0.05筛选出差异表达基因,通过GO (基因本体,gene ontology)数据库、KEGG代谢途径数据库,对不同水分胁迫样本差异表达基因的功能和参与的调控路径进行分析;选择6个差异表达基因,利用实时荧光定量PCR验证RNASeq结果的可靠性.结果表明:(1)DLWR(重度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因30 114 133个,差异表达基因5 241个;LWR(中度水分胁迫)样本中,比对到基因组的表达基因32 858 890个,差异表达基因1 488个.2个样本中同时存在的差异基因369个,其中上调表达基因78个,下调表达基因291个;显著差异表达基因主要与蛋白激酶、水解酶、氧化还原酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关.(2)在GO富集分析中,2个水分胁迫处理样本在生物学功能中富集的类别并不完全相同,但显著富集的主要是与氧化还原、转运、膜结合、转录调节子等相关的基因.(3)KEGG代谢分析显示,差异表达基因显著富集在谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导等途径,与植物抗逆能力密切相关.(4)利用qRT-PCR验证的6个基因表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.通过研究得到了不同水分胁迫下马铃薯根系转录组信息,获得了差异基因及其功能信息,阐明了差异基因所参与的代谢通路及与植物水分胁迫的关系.     

膜性肾病差异性表达microRNA的靶基因功能分析

目的:探讨膜性肾病(MN)差异性表达microRNA的靶基因主要参与的Gene Ontology(GO)富集与Kyoto Encyclopedia Genes And Genomes(KEGG)通路.方法:100例MN患者与100例健康对照者(NC)作为实验对象.100例NC随机分成10组(NC1~10),每组10人.同样100例MN随机分成10组,每组10人(MN1~10).分别从实验参与者静脉采取全血10 mL,来源于静脉血的单个核细胞用于提取RNA.总RNA以组为单位等量混合用于高通量技术测序(high-throughput sequencing),对RNA测序结果进行长度分布,基因比对,RNA分类注释,RNA特有序列及其公共序列分析后,获得小核糖核酸(microRNA)进行MN与NC差异性表达分析来寻找显著表达microRNA.应用相关的软件对差异性表达的microRNA进行靶基因预测,靶基因借助功能注释软件对其参与的生物过程进行GO富集及KEGG通路分析.结果:靶基因在GO富集分析中主要集中在细胞器官组成,细胞膜组成,离子结合,生物代谢过程,生物调节过程等.靶基因在KEGG通路分析中主要参与嘌呤代谢通路,代谢产物生物合成,癌症通路,蛋白激酶信号通路等.结论:MN与NC之间存在着显著差异性表达microRNA.差异性表达的microRNA的靶基因参与的GO富集与KEGG通路可能与MN的发病机制与临床症状有着密切的联系.     

具有预后价值的乳腺癌发病关键基因鉴别研究

目的:筛选与乳腺癌发病相关的关键基因,为研究乳腺癌的诊疗提供新的潜在分子靶标.方法:使用GEO2R在线工具比较乳腺癌与正常乳腺组织基因表达情况,进行差异显著性分析,利用基因功能注释工具DAVID对差异基因进行GO和KEGG富集分析.通过STRING数据库构建差异基因的蛋白互作网络,基于最大团中心性(maximal clique centrality,MCC)算法鉴别关键基因,利用Kaplan Meier生存分析验证关键基因对患者生存时间的影响.结果:乳腺癌基因表达差异分析共产生491个差异基因,其中有254个上调,237个下调.GO富集分析表明差异基因显著富集于肿瘤相关的生物学过程、细胞组分和分子功能,KEGG通路富集分析主要集中于PI3K-Akt信号通路、黏附斑和癌症通路.基于MCC算法共选取10个关键基因,其中的4个基因(ISG15,IFIT1,GBP1和IFI27)过表达与患者生存时间显著降低密切相关(P0.05).结论:共鉴别了4个与乳腺癌发病密切相关的关键基因,相关研究结果可为研究乳腺癌的诊疗提供新的潜在分子靶标.     

人参皂苷 Rb1 干预 DSS 诱导结肠炎模型小鼠转录组高通量测序及分析

摘要:目的 研究人参皂苷 Rb1 干预葡聚糖硫酸钠盐( Dextran Sulfate Sodium Salt,DSS)诱导结肠炎模型小鼠转录组学信息特征。 方法 C57BL / 6 雄性小鼠构建动物模型,将 15 只小鼠分为正常组、模型组和 Rb1 组,每组 5 只。 模型组和 Rb1 组给予 4% DSS 并自由饮水,第 2 天给 Rb1 组 40 mg / kg Rb1 进行干预。 持续 9 d,处死小鼠后,取结肠组织。 利用 Illumina 高通量测序平台分别对三组小鼠结肠组织进行转录组测序。 利用测定的转录组学数据对 Rb1 组和模型组两两比较之后进行重叠分析,筛选差异基因进行 GO 和 KEGG 分析。 结果 Rb1 干预后各项指标均有改善;GO 富集后其有 10 450 个有效差异表达基因得到 GO 注释,其中分子功能占 13. 5% ,生物过程占 68. 73% ,细胞组成占 17. 77% ;富集最显著的前 20 个 KEGG 通路中与 Rb1 干预后密切相关的有钙离子信号通路、神经活动配体-受体相互作用通路以及 cAMP 信号通路。 结论 人参皂苷 Rb1 能够缓解 DSS 诱导结肠炎模型小鼠的症状。 通过构建 Rb1 干预后 DSS 诱导结肠炎模型小鼠结肠组织转录组序列数据库,为以后 Rb1 功能基因的挖掘和参与代谢途径提供数据支撑,为临床应用提供新的思路。     

牛至精油对嗜热四膜虫基因表达的影响

牛至精油(Oregano Essential Oil, OEO)具有抗菌、杀菌、抑制寄生虫生长等功效.为了解牛至精油影响细胞生长的分子调控过程,对牛至精油作用下0 h和24 h的嗜热四膜虫的基因表达情况进行分析.高通量转录组测序结果表明,对照组即未加入牛至精油24 h与0 h的样本数据,比较分析后鉴定到了6 297个差异表达基因(包括下调4 232个、上调2 065个),而实验组即加入牛至精油24 h与0 h的样本数据,比较分析后鉴定到7 596个差异表达基因(包括下调6 254个、上调1 342个).通过与对照组差异表达基因的比较发现,实验组特异上调和下调差异表达基因分别有257个和2 329个.GO功能富集发现,特异上调差异表达基因无功能富集,特异下调差异表达基因功能主要富集在RNA加工、蛋白质分解代谢、细胞定位和信号转导等过程.KEGG通路分析发现,特异下调差异表达基因主要涉及细胞自噬及细胞周期等通路.而这些过程或通路上基因表达水平的下调可能会抑制细胞的生长.对通路中7个下调的差异表达基因和3个无明显差异表达变化的基因进行实时荧光定量PCR检测,实验结果和转录组测序数据结果的相关...     

红锥根系响应石墨烯的转录组学研究

为了研究石墨烯对植物根系响应的分子机制和转录组学，本文以0、25、33和50 mg/L共4组质量浓度的石墨烯溶液培育红锥（Castanopsis hystrix Miq.）幼苗，其中石墨烯溶液质量浓度为0指以蒸馏水培育，并对红锥幼苗的根系发育情况、基因表达量的变化、差异表达基因的富集通路和范围进行了分析。与0相比，25 mg/L石墨烯溶液对红锥幼苗根系发育的促进效果最佳（t=2.86～7.80,P<0.05）；转录组数据表明，25 mg/L石墨烯溶液处理红锥根系后，导致12 845个基因的表达量发生差异，其中石墨烯诱导10 899个基因表达量上调，抑制1 946个基因的表达量。通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集性分析表明：表达量上调的基因主要富集于126个KEGG通路，表达量下调的基因富集于99个KEGG通路；另外，110个转录因子基因差异表达，可归类于33个不同家族，其中ERF、WRKY、MYB、NAC、bHLH、TCP和Trihelix共7个家族基因与红锥根系发育有关；9种植物激素信号转导通路相关的差异表达基因结果表明生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯、水杨酸、油...     

盐胁迫下棉花根系的转录组分析及耐盐基因筛选

为揭示棉花耐盐分子机制，筛选出棉花盐胁迫应答相关基因.文章从4个新疆主栽棉花品种中筛选得到一个对盐胁迫具有强耐受性的‘新陆中69号’，并在盐胁迫下对棉花根系进行了转录组分析.结果表明:有891个基因表达量上调，666个基因表达量下调；GO富集分析结果表明:差异表达基因数量较多的主要集中在分子功能、细胞组分、生物学过程中；KEGG分析结果表明:差异表达基因主要参与木质素生物合成和植物MAPK信号通路.     

NFATc3敲除对肝癌细胞转录组的影响及其潜在靶基因的初步筛选

目的 探究NFATc3基因敲除对肝癌细胞转录组的影响，并对NFATc3调控的靶基因进行初步筛选，以期为明确NFATc3靶基因及寻找新的抗肝癌治疗靶点提供依据。方法 利用敲除NFATc3的SMMC7721细胞，在有或无仙台病毒(Sendai virus, SeV)感染时进行转录组测序(RNA sequencing, RNA-Seq)检测，并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。对两组测序数据差异基因交集中的免疫相关基因进行PPI蛋白网络互作分析，并利用qRT-PCR实验验证敲减或过表达NFATc3对肝癌细胞内S100A8和S100A9表达水平的影响。利用数据库数据，分析肝癌中S100A8和S100A9 mRNA表达水平及预后。结果 经RNA-seq分析发现，肝癌细胞中NFATc3敲除后差异表达基因主要富集在发育、代谢、细胞外基质和血管生成等通路。PPI蛋白网络分析发现S100A8和S100A9可能是NFATc3的重要靶基因。qRT-PCR实验结果显示敲除或敲减NFATc3均可上调S100A8和S100A9的表达，而表达外源NFATc3则可下调S100A8/S100A9的表达。数据库分...     

中华按蚊雌雄蚊转录组比较分析

【目的】对中华按蚊(Anopheles sinensis)雌、雄蚊的转录组测序数据进行差异表达分析,获得两者间差异表达基因,对它们进行功能富集分析,挖据这些基因的功能表现和参与的通路。【方法】基于已知中华按蚊雌、雄蚊转录组数据进行了RNA-Seq数据相关性检查,利用R语言DESeq包比较雌蚊和雄蚊中基因的差异表达情况,并用GOseq和KOBAS对筛选出来的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。【结果】Pearson相关系数的平方(R2)大于0.92,说明样本在3个生物学重复间具有高度相关性,可用于进一步分析;中华按蚊雌、雄蚊差异表达基因共3 298个,其中1 589个基因在雌蚊中表达上调,1 709个基因在雌蚊中表达下调;差异表达基因明显富集在酰胺生物合成、有机酸代谢、肽代谢过程等功能类别上,参与核糖体在真核生物中的生物发生、RNA转运等KEGG通路。【结论】上述结果对深入研究不同性别的中华按蚊基因表达及差异具有潜在价值。     

工厂化双孢蘑菇不同降温刺激后的转录组分析

为了探究双孢蘑菇降温结实的分子机制,本实验以双孢蘑菇W192为对象,在催蕾期利用高通量RNA测序技术对通过4 d、6 d、8 d把环境温度由21.5℃匀速降到17.5℃处理后的菌丝体进行基因表达分析.分析结果6 d有1481个差异表达基因,较8 d和4 d分别高出6.9%和34%.GO(Go Ontology)功能聚类分析表明,差异基因在细胞组分和生物学过程中分布较多,其中6 d除了在代谢、细胞过程中差异基因占优外,在胁迫响应、子实体分化和发育过程等条目下的差异基因明显并基本为上调表达,而4 d和8 d并没有出现这类差异基因,同时,6 d的差异表达基因参与的细胞内进行各种氨基酸和糖代谢更明显.KEGG通路(pathway)功能富集分析表明差异表达基因主要富集在氨基酸和抗生素生物合成通路上,其中6 d在糖酵解和核糖体生物合成通路富集,而4 d和8 d未出现.4 d、6 d降温刺激容易高产,但4 d出菇早,密度高,分层不明显等导致菇型受到影响,6 d更加稳产保质.本研究揭示了在不同降温刺激下的菌丝体的表达模式,可用于指导工厂化双孢蘑菇催蕾期环境调控.     

阿特拉津降解菌Enterobacter sp.的基因差异分析

筛选并分析生物降解菌Enterobacter sp.在阿特拉津作用下的差异基因。以Enterobacter sp.BIDMC 29基因组为参考,利用高通量测序技术,对阿特拉津降解菌株和对照菌株进行转录组测序分析。结果表明,共有368个基因表现出显著差异,其中上调基因231个,下调基因137个。在差异基因GO富集分析的前30个条目中,尿嘧啶分解代谢、氮利用、硝酸盐同化、硫化氢生物合成、裂解酶活性和过氧化物酶活性等相关基因表现富集。Pathway分析显示,差异基因涉及70条代谢途径,与氮代谢、氨基酸合成和代谢、ABC转运蛋白、丙酮酸代谢等过程有关。菌株通过调节基因表达来提高对阿特拉津的降解能力,为进一步解析阿特拉津的代谢机制奠定基础。     

基于转录组学的绿豆改善肥胖小鼠肝脂肪变性的潜在机制

基于绿豆对高脂饲养肥胖小鼠肝脂肪变性的有效缓解作用,通过转录组学技术分析了其改善肝脂肪变性的潜在机制。结果表明,绿豆显著改善了肥胖小鼠的肝脏基因表达图谱。与模型组相比,全绿豆和去皮绿豆干预后的小鼠肝脏分别有306和461个表达量差异基因显著上调,596和1132个表达量差异基因显著下调。经KEGG功能注释分析显示,绿豆干预后引起的表达量差异基因显著注释到脂质代谢相关的通路上。KEGG通路富集分析结果表明,绿豆干预发生了以NOD样受体信号通路和Toll样受体信号通路激活为特征的功能转变,其中NOD样受体信号通路是最为显著富集的信号通路,涉及12个显著下调的表达量差异基因以反馈绿豆对小鼠肝脂肪变性的调控作用。绿豆干预后,小鼠血清中炎症因子TNF-α和IL-6水平的显著降低以及肝脏中TNF-α mRNA表达水平的显著下降也很好地支持了转录组学测序的结果。本研究旨在为阐释绿豆缓解肥胖小鼠肝脂肪变性的作用机制奠定数据基础,从而为绿豆基功能食品的开发和应用提供理论支撑。     

口虾蛄青岛和舟山群体比较转录组研究

随着环境的变化,很多生物正经历着其祖先从未经历过的多重环境胁迫,为了研究不同地理群体对环境适应机制的差异性,采集了青岛和舟山的口虾蛄样品进行转录组测序和分析,比较不同群体间转录组差异。2个群体的口虾蛄经高通量测序后共获得60 223条Unigene,青岛群体获得121 606条Unigene,舟山群体获得157 584条Unigene。2个群体口虾蛄的差异表达基因为11 391个。其中上调基因为6 477个,下调基因为4 914个。对差异表达基因进行GO功能分析和Pathway富集分析,得到61个不同的GO功能分类和257个代谢通路。其中包含2个GO功能显著性富集分类和40个显著性富集代谢通路。GO显著富集表现在氧化还原酶活性和酰基Coa脱氢酶活性两个生物功能,显著性富集代谢通路主要表现在生理生化代谢途径和信号传导途径。结果表明2个群体的口虾蛄对环境的适应性存在较大差异,为全球环境变化风险评估提供基础。     

月季插穗不定根起始的转录组分析和关键基因筛选

为研究月季插穗在不定根发生过程中的关键基因调控机理,利用Illumina平台测序技术对切花月季品种‘卡罗拉’插穗的3个发育阶段(不定根未启动期、愈伤组织形成期和不定根伸长期)插穗基部1 cm皮层进行转录组测序分析,结果表明:月季插穗不定根发生的3个阶段中,在不定根未启动期与愈伤组织形成期之间共筛选出差异表达基因5 033个,其中2 313个基因上调,2 720个基因下调;在愈伤组织形成期与不定根伸长期之间共筛选出差异表达基因1 865个,其中1 332个基因上调,533个基因下调;GO功能分析表明,差异表达基因主要参与生物过程、分子功能和细胞组分3大功能;KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要参与植物激素信号转导、次生代谢产物的合成以及碳水化合物的合成等代谢通路;将月季插穗生根过程中差异性最为显著的8个基因通过实时荧光定量PCR检测其转录水平变化,结果表明: 实时荧光定量PCR的验证结果与转录组测序结果基本一致.     

2-苯乙醇胁迫下酿酒酵母差异表达基因分析

2-苯乙醇(2-PE)是一种具有玫瑰花香气的高级芳香醇,广泛应用于香精香料的调配。微生物转化是生产天然2-PE最可行的方法,但其瓶颈问题是2-PE对细胞生理活性的抑制。2-PE对酿酒酵母毒性作用的分子机制还没有得到很好的研究。研究利用RNA-Seq高通量测序技术,测定分析2-PE胁迫下及其对照组的酿酒酵母转录组。结果显示,2-PE引起了酿酒酵母中1 853个基因的差异表达,其中1 122个基因表达上调,731个基因表达下调。这些基因的GO和KEGG富集分析显示,编码线粒体蛋白、细胞质蛋白和质膜蛋白的大多数基因显著上调,而与氨基酸代谢有关的酶则下调。这些结果表明,2-PE抑制了质膜蛋白的合成,抑制了生长所需的养分的运输。研究的结果可为2-PE对酵母及其他微生物抑制的机制研究提供依据。