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中场回顾,继续前行|贝纳基因2024年年中项目文章集锦

 

2024年上半年,贝纳基因助力客户在动植物基因组、转录组、微生物领域发表近70篇(不完全统计)高分文章……期刊覆盖Science、Molecular Plant、ACS Central Science、Nature Communications、Advanced Science、Horticulture Research等。

 

这里,我们特别挑选了几篇极具代表性的高分文献,与大家分享。这些研究展示了贝纳合作伙伴在科学领域的最新卓越成果,希望通过这些最新的研究方法和思路,为广大学者的科研工作注入新的动力和启发!

 

基因组

 

 (一)中国农科院作科所童红宁团队破译“复粒稻”多粒簇生之谜

顶刊,项目喜报!!

文章标题:Enhancing rice panicle branching and grain yield through tissue-specific brassinosteroid inhibition

发表期刊:Science

影响因子:56.9

发表时间:2024.03

贝纳提供服务:ONT测序及基于ONT测序的结构变异(SV)检测和分析工作

主要研究内容:破译了复粒稻多粒簇生形成的机制,发现了控制簇生形成的基因编码植物激素油菜素甾醇(BR)的代谢基因,因复粒稻中该基因前存在复杂的染色体结构变异,导致该基因特异地在水稻穗分枝发育过程中被激活,并通过由BR水平改变诱发的一系列分子事件,促进了水稻穗分枝和穗粒数,最终导致产量增加。

 

文献链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk8838

 

(二)中国农科院蔬菜花卉所张圣平团队发布黄瓜近完整参考基因组及多组学综合数据库

ONT200K超长 项目文章|黄瓜近完整参考基因组及多组学综合数据库

文章标题:A near-complete cucumber reference genome assembly and Cucumber-DB, a multi-omics database

发表期刊:Molecular Plant

影响因子:27.5

发表时间:2024.06

贝纳提供服务:Oxford Nanopore 200K超长测序工作。

主要研究内容:研究团队通过混合组装方法,将PacBio HiFi(70.85×)、ONT超长(N50>200K)(94.97×)与Hi-C(128.46×)数据结合起来,在三个现有的遗传图谱的支持下,成功构建了黄瓜参考基因组近完成图(CLv4.0)。CLv4.0基因组大小为321.53 Mb,比CLv3.0版本多组装出95.32 Mb序列。同时,CLv4.0基因组还填补了71个基因组上的gap,确定了7个完整着丝粒区域。最后,开发了名为Cucumber-DB的公开多组学数据库,其中整合了黄瓜参考基因组图谱、注释数据集、黄瓜基因组变异信息、黄瓜转录组基因表达图谱和可变剪接信息。

 

文献链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674205224001928

 

(三)成都中医药大学等单位多组学研究加速广谱抗冠状病毒药物发现

NC项目文章| 成都中医药大学等单位多组学研究加速广谱抗冠状病毒药物发现

文章标题:Cepharanthine analogs mining and genomes of Stephania accelerate anti-coronavirus drug discovery

发表期刊:Nature Communications

影响因子:16.6

发表时间:2024.02

贝纳提供服务:基因组测序及部分析工作

主要研究内容:通过对千金藤属三种植物的基因组高质量组装、千金藤属植物中苄基异喹啉生物碱的生物合成途径推测、千金藤素等苄基异喹啉生物碱的广谱抗冠状病毒活性解析,系统研究了千金藤素天然生物合成途径中系列代谢产物的广谱抗冠状病毒活性,为加速广谱抗冠状病毒药物开发提供了坚实基础。

 

文献链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45690-5

 

(四)中国农科院作科所与北京大学现代农学院合作破译普通野生稻单倍型无缺口基因组

项目文章|野生稻单倍型T2T基因组解析和染色体片段置换系助力野生稻基因鉴定

文章标题:Haplotype-resolved gapless genome assembly and chromosome segment substitution lines facilitated gene identification in wild rice

发表期刊:Nature Communications

影响因子:16.6

发表时间:2024.05

贝纳提供服务:Nanopore超长测序工作

主要研究内容:首次组装了野生水稻的单倍型T2T参考基因组,构建两套覆盖野生稻全基因组的染色体片段置换系(CSSL),建立一个能够高通量鉴定发掘野生稻优异基因的平台。通过大量的QTL定位,设计案例,验证了该平台用于发掘野生稻基因的高效性,同时鉴定来自野生稻的耐盐与抗稻瘟病基因。本研究构建的参考基因组和CSSL群体将加速野生水稻功能基因组学研究和基因组能力的抗逆性改善。

 

文献链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-024-48845-6

 

转录组

 

 

(一)TandemMod深度学习工具解锁7种单碱基RNA修饰

NC项目文章|DRS技术新突破:TandemMod深度学习工具解锁7种单碱基RNA修饰

文章标题:Transfer learning enables identification of multiple types of RNA modifications using nanopore direct RNA sequencing

发表期刊:Nature Communications

影响因子:14.7

发表时间:2024.5

贝纳提供服务:Direct RNA测序

主要研究内容:本研究开发了一个能够准确检测多种RNA修饰类型的深度学习模型,TandemMod,其结合迁移学习算法,实现了性能和精度的大幅提升,并在多种数据及生物样本中得以验证。本研究全方位展示了TandemMod在不同情况下识别DRS数据中多种RNA修饰(m6A, m1A, m5C, 5hmC, m7G, I 和Ψ)的优越性能,为RNA修饰研究提供了高效可靠的工具,进一步推动了对表观转录组复杂景观的深入理解。

 

文献链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-024-48437-4

 

(二)氧气通过维持EGLN1催化的IRF3脯氨酸羟基化增强抗病毒先天免疫

文章标题:Oxygen enhances antiviral innate immunity through maintenance of EGLN1-catalyzed proline hydroxylation of IRF3

发表期刊:Nature Communications

影响因子:14.7

发表时间:2024.4

贝纳提供服务:二代转录组测序

主要研究内容:氧气是有氧生物生存的基本要素,可在能量、代谢物及结构大分子的生成中发挥重要作用,还直接作为某些酶的底物,例如EGLN脯氨酸羟化酶。先前的研究主要集中于低氧环境对病毒复制的影响,但氧气对抗病毒免疫反应的具体作用和机制尚不明确。本研究首次揭示了氧气如何通过调节EGLN1的活性及其对IRF3的脯氨酸羟基化直接影响抗病毒免疫反应,强调了氧气在调节先天免疫中的重要作用。这一发现不仅有助于理解氧气如何影响免疫反应,也可能指导未来开发新的抗病毒治疗策略。此外,研究还强调了细胞内氧气感应机制的重要性,并可能对疾病治疗提供新的靶点,如通过调节IRF3的羟基化来增强抗病毒反应。

 

文献链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-024-47814-3

 

(三)工程噬菌体纳米载体集成生物智能质粒可用于个性化和可调节的酶递送以增强化学动力疗法

文章标题:Engineering Phage Nanocarriers Integrated with Bio-Intelligent Plasmids for Personalized and Tunable Enzyme Delivery to Enhance Chemodynamic Therapy

发表期刊:Advanced Science

影响因子:14.3

发表时间:2024.6

贝纳提供服务:二代转录组测序

主要研究内容:本研究开发了一种新型的TLDF蛋白载体,利用噬菌体展示技术结合自适应调控质粒,通过高浓度乳酸和缺氧环境激活,重塑肿瘤能量代谢,增强CDT效果。TLDF探针展现了个性化肿瘤治疗特性,有效破坏氧化还原平衡,提升治疗效果,同时具有良好生物相容性和低免疫原性。其中转录组分析揭示了TLDF如何通过调节肿瘤细胞的代谢和信号通路来增强化学动力学治疗。TLDF探针是第一个将噬菌体展示技术与自适应调控质粒(氧敏质粒)相结合的探针。该策略结合了合成生物学和纳米技术,为抗肿瘤治疗提供了新的思路。

 

文献链接:

https://doi.org/10.1002/advs.202308349

 

(四)双层N-S1蛋白纳米粒子免疫接种引发对SARS-CoV-2的强烈细胞免疫和广泛的抗体反应

文章标题:Double-layered N-S1 protein nanoparticle immunization elicits robust cellular immune and broad antibody responses against SARS-CoV-2

发表期刊:Journal of Nanobiotechnology

影响因子:10.6

发表时间:2024.1

贝纳提供服务:二代转录组测序

主要研究内容:本研究开发了一种新型的双层N-S1蛋白纳米粒子疫苗,用以治疗SARS-CoV-2及其变种。通过肌肉注射免疫小鼠,该疫苗成功诱导了强烈的细胞免疫和广泛的抗体反应。利用转录组测序进一步分析了疫苗接种后小鼠脾细胞的转录组变化,发现与免疫激活相关的基因表达显著上调,这些变化涉及B细胞受体信号通路和炎症反应等关键免疫过程,从而揭示了N-S1 PNp疫苗促进保护性免疫反应的分子机制。表明该疫苗具有促进保护性免疫反应的潜力。

 

文献链接:

https://doi.org/10.1186/s12951-024-02293-y

 

微生物

 

(一)黏细菌产生5-甲基吡嗪酮的生物合成及其生理功能研究

文章标题:Deciphering the Biosynthesis and Physiological Function of 5-Methylated Pyrazinones Produced by Myxobacteria

发表期刊:ACS Central Science

影响因子:18.2

发表时间:2024.02

贝纳提供服务:Smart细菌完成图测序分析工作

主要研究内容:黏细菌是一类重要的药源微生物,能够产生结构复杂多样且生物活性突出的次级代谢产物。然而,黏细菌本身存在着生长慢、难培养、遗传操作困难等特性,极大地限制了对黏细菌资源的开发利用。前人研究已证实多种次级代谢产物具有调控微生物生长发育的功能,其中吡嗪酮类化合物作为广泛分布于多种微生物的一类小分子有生理调节功能。本文从稀有黏细菌Corallococcus exiguus SDU70中发现了一类5-甲基吡嗪酮类化合物coralinone,通过基因敲除、体外酶反应等实验深入解析了其生物合成途径,并发现coralinone能够促进液体培养下菌体凝集现象的发生。还找到了与corA基因邻近的自我抗性基因corB,编码一个蛋白水解酶水解胞外物质以拮抗coralinone所引起的菌体凝集作用。该研究不仅为黏细菌基础化学生态学提供了新的见解,还为未培养黏细菌的挖掘以及非模式黏细菌的遗传操作提供了新方向。

 

文献链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.3c01363

 

(二)BASALT–可利用二代及三代数据的宏基因组分箱及精炼工具

文章标题:BASALT refines binning from metagenomic data and increases resolution of genome-resolved metagenomic analysis

发表期刊:Nature Communications

影响因子:16.6

发表时间:2024.03

贝纳提供服务:ONT宏基因组测序工作

主要研究内容:BASALT拥有强大的处理宏基因组测序数据的能力。与目前的主流软件相比,无论是纯二代数据、二代+三代数据、或是纯三代数据(HiFi数据),BASALT处理产生的MAGs从数量和质量上都好于其他软件,其主要优势体现在:

1、可同时输入多组装文件,包括合并组装(Co-assembly)的组装文件。利用多个样品产生多维度的contig序列覆盖度,更好地区分contig序列,减少杂合bins的产生。

2、整合了多个主流的分箱软件的分箱结果,利用核心算法Core sequences identification(CSI)找出组装后基因组的核心序列,进行去冗余、去污染、片段找回等一系列基因组优化步骤,可以显著提高MAGs质量和菌株水平的分辨率。

3、支持二代+三代数据,以及纯三代数据的binning。在三代数据存在时,其序列也会被应用于一系列优化步骤中,可以大大提高三代数据的利用效率。

支持多分箱软件的选择和多种数据类型的输入。用户可以:(1)依照喜好选择分箱软件;(2)选择使用完整的BASALT工作流程或部分功能;(3)输入组装文件(contigs或scaffolds)进行分箱和优化,或是输入已经完成分箱的bins仅进行优化。

 

文献链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46539-7

 


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