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                      原核轉錄組測序

                      目    錄
                      • 產品介紹
                      • 常見問題
                      • 經典案例
                      • 結果展示

                      原核轉錄組測序是指利用高通量測序技術對原核生物的轉錄本(mRNA和非編碼RNA)進行測序,全面快速地獲取特定微生物在特定狀態下的所有轉錄本的信息。通過轉錄組測序不僅能夠對mRNA進行表達定量分析,分析差異表達基因及其相應功能,同時還能夠分析Non-coding RNA(sRNAs),揭示微生物不同表型形成的分子調控機制和功能。        由于原核生物mRNA不具有polyA尾結構,需要采用去除rRNA的方法構建文庫,聯川生物針對不同的研究物種采取有效的方法去除rRNA,保證數據質量。

                      技術優勢

                      磁珠法去除rRNA,rRNA去除效率好,數據質量高
                      采用鏈特異性建庫,建庫穩定性好
                      除進行mRNA定量分析外,還可以進行反義轉錄本預測,基因結構分析等;
                      可以同時進行mRNA和sRNA分析,sRNA 預測,變異分析等

                      技術路線

                      分析內容

                      樣本類型

                      微生物菌體(≥ 5×107),組織,環境樣品,總RNA等
                      建議總RNA起始量:≥3μg;濃度:≥70 ng/μL。

                       

                      Q:原核生物與真核生物在進行轉錄組測序文庫構建時有什么區別?A:在原核生物中,mRNA只占全部RNA的1-5%,其余絕大部分是核糖體RNA(rRNA),因此在開展轉錄組測序前,需先將mRNA純化。然而,原核生物mRNA不具有polyA結構,無法直接利用oligoT將mRNA純化出來,如果直接用total RNA進行測序,數據質量將非常差,大部分序列都來自rRNA。
                      提高原核生物中mRNA的量,最主要的方式是去除total RNA中的rRNA。在建庫過程中顯加入磁珠將rRNA吸附,過濾掉磁珠后的體系再進行下游建庫。
                       

                      全基因組測序和轉錄組揭示藍藻對青藏高原極端氣候的適應機制

                      研究背景
                      青藏高原不僅是世界上最高且規模最大的高原,同時具有包括極大的溫差、低氧濃度、低壓、強紫外線輻射以及狂風等在內的極端環境,且有許多獨特的環境,包括雪山、鹽水湖泊及干旱沙 漠等,具有極高的生物多樣性,為研究適應性進化提供了一個理想的天然實驗室。藍藻是最早的光合放氧生物,幾乎可以將所有緯度范圍的地區作為棲息地,對于全球生態具有相當大的重要 性;藍藻可以適應可變滲透壓、持續低溫及強烈的紫外線輻射等環境。 
                       
                      研究結果
                      青藏高原藍藻基因組序列是 5.9 Mb,具有 39.2%的 G+C 含量,總共包括5362 個 CDS。系統進化樹表明,這一菌株屬于 Trichormus 和 Anabaena 集群。T. sp. NMC-1 和6個近 緣種之間的基因組對比顯示,在 T. sp. NMC-1 基因組中,功能未知的基因占據了更高的比例(28.12%)。
                      轉錄組分析發現表達顯著上調的基因參與膜生物起源、翻譯、核糖體結構和生物起源、次生代謝產物生物合成、氨基酸運輸和代謝、防御機制等過程;相比之下,下調基因主要參與信 號轉導機制、膜生物起源及能源生產和轉換。進一步的分析表明,CheY-like 基因、胞外多糖和類菌胞素氨基酸樣的氨基酸,可能在極端環境的適應性中扮演重要的角色。 
                       
                      研究結論
                      青藏高原引起極端環境而具有最高的生物多樣性,為研究適應性進化提供了一個理想的天然實驗室。該研究繪制了青藏高原藍藻的基因組序列草圖,并在低溫下進行了全轉錄組測序,以探討 T. sp. NMC-1 適應特殊環境的遺傳學機制。明顯正向選擇的、擴張純正群的和差異表達的一些基因參與信號轉導、細胞壁/膜生物起源、次生代謝產物的生物合成、能源生產和轉換,旨在闡 述特殊的適應特征。這些結果表明,藍藻對青藏高原極端環境的適應性背后,有著復雜的遺傳學機制。 


                      參考文獻
                      Qin Q, Huang Y, Ji Q, et al. The genome and transcriptome ofTrichormussp. NMC-1: insights into adaptation to extreme environments on the Qinghai-Tibet Plateau:[J]. Scientific Reports, 2016, 6:29404.

                      差異基因 GO 富集 DAG 圖有向無環圖(Directed Acyclic Graph, DAG)為差異基因GO富集分析結果的圖形化展示方式。圖中的分支代表包含關系,從上至下所定義的功能范圍越來越小,一般選取GO富集分析的結果前10位作為有向無環圖的主節點,并通過包含關系,將相關聯的GO Term一起展示,顏色的深淺代表富集程度。

                      差異基因表達模式聚類將有顯著差異的基因/轉錄本進行表達模式聚類分析,采用距離計算算法: 樣本間為spearman,基因間為pearson,采用的聚類方法為hcluster(complete算法)。

                      sRNA 預測原核生物中,長度在 50~500nt 的非編碼 RNA 通常定義為小 RNA(small RNA, sRNA)。用 Rockhopper 軟件 發現新轉錄本, 通過將其與 Uniport 數據庫進行注釋,將未注釋到數據庫的轉錄本作為潛在的非編碼 sRNA。用RNAFold 分析其莖環結構,進行 二級結構預測。

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