轉(zhuǎn)錄組Plus | 2020年8月研究進(jìn)展（一）：心臟器官發(fā)生、癡呆、哮喘、家蠶氟暴露、水稻病毒響應(yīng)及蘋果采后保鮮

發(fā)稿時間：2020-08-26來源：天昊生物

題目：Epigenomic and Transcriptomic Dynamics During Human Heart Organogenesis人類心臟器官發(fā)生過程中表觀基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)

發(fā)表期刊：Circ Res. 發(fā)表時間：2020-8-9 影響因子：14.467

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越來越多的證據(jù)表明，調(diào)控序列中常見的變異和罕見的序列改變會導(dǎo)致出生缺陷或疾病傾向。先天性心臟病(CHDs)是最常見的出生缺陷，具有明確的遺傳成分，但只有三分之一的病例可歸因于基因組結(jié)構(gòu)變異或基因突變。其余的未知病例可能是由調(diào)節(jié)序列的改變引起的。本研究目的是鑒定在人類心臟器官發(fā)生過程中活躍的調(diào)節(jié)序列和基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。確定這些位點和網(wǎng)絡(luò)是否富含疾病相關(guān)基因和相關(guān)的遺傳變異。研究者描述了人類心臟器官發(fā)生過程中染色質(zhì)狀態(tài)和基因表達(dá)動態(tài)。研究者從9個不同的Carnegie階段(CS13-14、CS16-21和CS23)的每一個階段描述了胚胎心臟中的7種組蛋白修飾，注釋了染色質(zhì)狀態(tài)，并將這些圖譜與100多種人類組織和細(xì)胞類型進(jìn)行了比較。研究者還生成了RNA-seq數(shù)據(jù)，進(jìn)行了差異表達(dá)，并構(gòu)建了加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。研究者確定了177，412種心臟增強(qiáng)子，其中12，395種以前沒有被標(biāo)注為強(qiáng)增強(qiáng)子。研究者鑒定了92%的功能驗證的心臟陽性增強(qiáng)子。這些數(shù)據(jù)的整合表明，新的心臟增強(qiáng)子在心臟組織中表達(dá)更強(qiáng)的基因附近富集，并在與心電圖測量和心房顫動相關(guān)的變異中富集。研究者的基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析確定了基因模塊，這些模塊在心臟相關(guān)功能、心臟特異性增強(qiáng)子的調(diào)節(jié)控制以及假定的疾病基因方面有很強(qiáng)的富集作用。胚胎心臟特異性增強(qiáng)子靶向的心臟特異性表達(dá)的連接良好的“Hub”基因可能是疾病候選基因。研究者的功能注釋可以更好地解釋大量冠心病患者的全基因組測序數(shù)據(jù)。

題目：Truncated stathmin-2 is a marker of TDP-43 pathology in frontotemporal dementia截短的stathmin-2是額顳癡呆的TDP-43病理學(xué)標(biāo)志物

發(fā)表期刊：J Clin Invest. 發(fā)表時間：2020-8-13 影響因子：11.864

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額顳癡呆(FTD)是第二種最常見的早發(fā)性癡呆，目前尚無治療方法，但正在研究針對與FTD病理亞型相關(guān)的兩種主要蛋白質(zhì)的治療方法：TDP-43 (FTLD-TDP)和tau(FTLD-tau)。在臨床試驗中測試潛在的治療方法由于研究者不能區(qū)分FTLD-TDP和FTLD-tau患者而受阻。因此，研究者評估了截短的stathmin-2 (STMN2)作為TDP-43病理學(xué)的替代物，給出了TDP-43功能障礙導(dǎo)致截短的STMN2積聚的報告。截短的STMN2在TDP-43缺失的人iPSC衍生的神經(jīng)元中積累，但在沒有TDP-43聚集或核蛋白缺失的致病TARDBP突變的神經(jīng)元中不積累。在對NYGC ALS隊列的人腦樣本進(jìn)行的RNA-seq分析中，截短的STMN2 RNA主要在由TDP-43內(nèi)含物標(biāo)記的組織和疾病亞類中。最后，研究者驗證了截短的STMN2 RNA在一組FTLD-TDP患者的額葉皮質(zhì)中升高，但在對照組或PSP (一種FTLD-tau) 病例組患者中沒有升高。此外，在FTLD-TDP中，研究者觀察到截短的STMN2 RNA與磷酸化的TDP-43水平和更早的發(fā)病年齡之間的顯著聯(lián)系?？偟膩碚f，研究者的數(shù)據(jù)揭示了截短的STMN2 是FTD TDP-43功能障礙的標(biāo)志。

題目：Identification of whole blood gene expressions correlated with responsiveness to benralizumab對benralizumab藥物響應(yīng)的全血相關(guān)表達(dá)基因的鑒定

發(fā)表期刊：J Allergy Clin Immunol. 發(fā)表時間：2020-8-11 影響因子：10.228

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這是第一項對全血細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析的全面研究，以確定嚴(yán)重嗜酸性粒細(xì)胞性哮喘的分子表型，這些表型與對benralizumab藥物的響應(yīng)相關(guān)。

題目：A deep insight into the transcriptome of midgut and fat body reveals the toxic mechanism of fluoride exposure in silkworm

對中腸和脂肪體轉(zhuǎn)錄組的深入研究揭示了家蠶氟暴露的毒性機(jī)制

發(fā)表期刊：Chemosphere 發(fā)表時間：2020-8-6 影響因子：5.778

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氟化物普遍存在于自然環(huán)境中，據(jù)報道通過生態(tài)循環(huán)對動物、植物甚至人類造成嚴(yán)重的環(huán)境危害。家蠶暴露于氟化物后，其生長和生殖能力明顯下降，已成為評價氟化物毒性的模型。然而，氟中毒的詳細(xì)機(jī)制和相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白仍不清楚。在這項研究中，研究者對氟暴露和正常處理的家蠶幼蟲中腸和脂肪體進(jìn)行了RNA-seq分析。差異分析表明，氟脅迫下脂肪體有4405個差異表達(dá)基因，中腸有4430個差異表達(dá)基因。通過GO和KEGG分析，研究者確定了幾個與氟暴露和中毒有關(guān)的關(guān)鍵途徑。研究者關(guān)注氧化磷酸化和MAPK信號通路。qPCR實驗證實氟暴露顯著抑制氧化磷酸化過程，導(dǎo)致三磷酸腺苷合成受阻。MAPK信號通路是通過磷酸化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來刺激的。此外，通過蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析結(jié)合DEGs，研究者篩選出36種可能參與氟轉(zhuǎn)運(yùn)的潛在膜蛋白。綜上所述，研究者的研究結(jié)果擴(kuò)展了氟中毒對家蠶幼蟲生長發(fā)育的潛在機(jī)制，并暗示了家蠶中潛在的氟轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。

題目：Alterations of Rice (Oryza sativa L.) DNA Methylation Patterns Associated with Gene Expression in Response to Rice Black Streaked Dwarf Virus

水稻對黑條矮縮病毒響應(yīng)中與基因表達(dá)相關(guān)DNA甲基化模式的改變

發(fā)表期刊：Int J Mol Sci. 發(fā)表時間：2020-8-11 影響因子：4.556

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水稻黑條矮縮病毒(RBSDV)在我國水稻上造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。研究表明，DN甲基化介導(dǎo)的植物防御DNA病毒和RNA病毒的機(jī)制不同。然而，在水稻中，它對一種雙鏈RNA RBSDV感染的反應(yīng)功能仍不清楚。本研究采用高通量單堿基分辨率重亞硫酸氫鹽測序(BS-Seq)技術(shù)分析了受RBSDV感染的水稻中胞嘧啶甲基化的分布模式和特征。在轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因環(huán)境中，在感染和不感染轉(zhuǎn)基因水稻之間發(fā)現(xiàn)了廣泛的差異。研究者鑒定了大量的受RBSDV感染的水稻基因組的差異DNA甲基化區(qū)域。此外，轉(zhuǎn)錄組測序分析獲得了1119個差異表達(dá)基因。相關(guān)性分析篩選出102個基因與啟動子區(qū)DNA甲基化水平和基因表達(dá)呈正相關(guān)，71個基因與基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。利用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-qPCR)分析了水稻中與保持DNA甲基化相關(guān)的關(guān)鍵基因，結(jié)果表明，在RBSDV脅迫下，OsDMT702可能是水稻DNA甲基化水平整體升高的原因。研究者的研究結(jié)果提示了水稻DNA甲基化在響應(yīng)RBSDV中的重要作用，并為水稻抗病毒免疫提供了潛在的靶基因。

題目：Melatonin treatment reduces ethylene production and maintains fruit quality in apple during postharvest storage

褪黑素處理降低了蘋果采后貯藏期間乙烯的產(chǎn)生并保持了果實的品質(zhì)

發(fā)表期刊：Food Chem. 發(fā)表時間：2020-8-4 影響因子：6.306

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研究了褪黑素處理對富士蘋果在1℃貯藏56d后成熟的影響。蘋果在商業(yè)成熟期收獲，用褪黑素處理。與對照相比，褪黑素處理的蘋果在貯藏過程中乙烯產(chǎn)量和失重顯著降低。此外，褪黑激素處理在整個貯藏過程中保持了更好的蘋果皮結(jié)構(gòu)。根據(jù)RNA-seq分析，乙烯產(chǎn)量的減少是由MdACO1、MdACS1、MdAP2.4和MdERF109基因表達(dá)的減少調(diào)節(jié)的，該分析通過qRT-PCR反應(yīng)分析進(jìn)行了驗證。褪黑素處理的果實中過氧化物酶、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性均顯著增加。綜上所述，本研究突出了褪黑素對乙烯生物合成的抑制作用以及影響蘋果采后品質(zhì)的因素。

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