• 原核转录组:基因表达、结构和功能研究

    针对原核生物mRNA进行测序和分析。可用于:

    表达分析:计算样本中基因的表达量,鉴定样品间差异表达基因,并进行差异表达基因的COG分类和GO、KEGG功能富集分析;
    结构分析:优化已有基因结构、UTR注释,进行操纵子预测、反义转录本预测、启动子motif分析和变异检测等。

  • 产品特色

    测序样品在基因组上的覆盖度差异

    将测序序列比对到参考基因组上,沿基因组依据覆盖深度绘图。结合基因在染色体上的分布结构,可以直观的反映样品间的差异。

    差异表达基因的COG分类

    基于所有差异表达基因的COG注释,进行COG分类统计。也可以根据您的需要,对比不同分组间,差异表达基因的COG分类差异。

    操纵子结构预测

    基于转录组数据,可以预测操纵子的结构。一般功能相近的基因会在一个操纵子里面,帮助您解析基因调控的机制。

    启动子motif预测

    启动子区域有一些保守的motif,在基因转录调控中起重要的作用。通过启动子motif预测,可以完善基因结构注释,发现新的调控原件。

  • 常见问题

    1 没有参考基因组,可以做原核转录组测序吗?

    不推荐在没有参考基因组的情况下,做原核转录组测序(从头拼接)。因为原核生物基因组具有多顺反子、基因结构复杂等特点,从头拼接转录本难度较大。大多数原核生物的基因组较小,建议先进行基因组从头组装,再进行转录组测序研究。

    2 为什么原核转录组采用去除rRNA的链特异性建库方法?

    原核生物mRNA一般没有poly A尾巴,不能像真核生物mRNA一样采用poly A富集的方法建库。在Total RNA中,rRNA占的比重很大,需要通过去除rRNA的方法进行mRNA富集然后再建库。

    原核生物的基因组存在大量基因位置重叠区域、反义RNA的结构,如果采用非链特异性建库,不能区分测序的reads来源于转录本的正链还是负链。

    3 每个样本应该测多少数据量?

    有研究报道,一般原核转录组测5-10M的reads,可以准确的估计基因的表达水平。

    4 有参考基因组,还需要做基因结构优化吗?

    用于模式研究的原核生物已经有很好的参考基因组注释(比如UTR、motif等),一般不需要进行结构优化分析。很多非模式原核生物的基因组注释不完整,可能只有CDS区注释,没有UTR和操纵子等注释,通过转录组数据分析,可以对UTR、操纵子和motif等结构进行注释和优化。

  • 参考案例

    在不同环境饥饿处理下炭疽杆菌CodY转录因子调节的差异

    文献名称:Changes in Bacillus anthracis CodY regulation under host-specific environmental factor deprived conditions

    发表期刊:BMC Genomics

    发表时间:2016年8月

    影响影子:3.867

    研究概述

    炭疽杆菌,是炭疽热的病原菌。炭疽杆菌感染宿主的时候,宿主环境的改变,会诱导炭疽杆菌呈现不同的基因表达模式。CodY是一个起全局调控作用的转录因子,对炭疽杆菌的代谢、生物合成和毒性有重要的调节作用。作者通过转录组研究的方法,检测野生型和codY突变体在不同环境(Fe,CO2,葡萄糖)饥饿处理下的表达模式。发现有一些基因的表达不依赖于CodY,而一些基因的表达,在特定环境下,受CodY的诱导/抑制。最后作者通过染色质免疫共沉淀,检测了那些可能受CodY调控的基因,是否被CodY结合。

    NaCl容液处理

    方案设计

    1. 炭疽杆菌野生型和CodY突变体,在全营养培养基,分别缺乏Fe、CO2、葡萄糖的培养基中培养。

    2. RNA抽提,文库构建,测序,转录组分析。

    3. 定量PCR验证一些基因的表达水平。

    4. 染色质免疫共沉淀,检测候选基因是否被CodY直接结合。

    研究结果

    1. 野生型和CodY突变体,在不同环境饥饿处理下,基因表达模式都会发生改变。其中有一些基因只受环境调节,另一些受CodY调节。

    2. 在铁饥饿环境下,铁稳态基因的表达与CodY无关,而铁转运蛋白和氨基酸合成基因的表达依赖于CodY的调节。

    3. 在葡萄糖饥饿环境下,虽然CodY在代谢调控中有重要的作用,但是代谢相关基因的表达与CodY无关。

    4. 响应CO2的基因的表达与CodY相关,这些基因的高表达依赖于CO2的浓度。

    5. 作者推测,CodY的调节可能是层级的,并且与其他转录因子和环境因素相互作用。