【昊閱讀】Nature Genetics 6月精選文章一覽

發(fā)稿時間：2018-06-08來源：天昊生物

 

 

（一）

The Rosa genome provides new insights into the domestication of modern roses

Rosa 基因組為現(xiàn)代玫瑰的馴化提供了新的見解

玫瑰作為觀賞植物和香水工業(yè)原料，具有重要的文化和經(jīng)濟價值。本研究報道了玫瑰全基因組測序和組裝，以及促成玫瑰馴化的主要基因型。研究者從雜合二倍體現(xiàn)代玫瑰祖細(xì)胞--月季“Old Blush”中產(chǎn)生純合基因型。利用單分子實時測序和meta組裝方法，獲得了迄今為止最全的基因組。多樣性分析突出了“La France”的混合起源，它是歐洲物種生長活力與中國物種相結(jié)合的首批雜交品種之一。通過中國祖先的基因組片段確定了輪回開花的新候選基因。重構(gòu)調(diào)節(jié)和次生代謝途徑使研究者能夠提出一個氣味和花朵顏色相互關(guān)聯(lián)調(diào)節(jié)的模型。這一基因組為理解控制玫瑰花性狀的機制提供了基礎(chǔ)，應(yīng)該加速玫瑰花、薔薇科和觀賞植物的改良。

 

（二）

Genome-wide analyses identify 68 new loci associated with intraocular pressure and improve risk prediction for primary open-angle glaucoma

全基因組分析確定了68個與眼內(nèi)壓相關(guān)的新位點，并改善了原發(fā)性開角型青光眼的風(fēng)險預(yù)測模型

 

青光眼是全球不可逆失明的主要原因。盡管其病情嚴(yán)重性，該疾病在社區(qū)中經(jīng)常不能被確診。眼壓過高（IOP）是原發(fā)性開角型青光眼（POAG）最重要的危險因素。在這里，我們完成了一項對139,555名歐洲參與者的薈萃分析，確定了112個與IOP相關(guān)的基因組位點，其中68個是首次發(fā)現(xiàn)。這些位點表明，促血管生成素受體酪氨酸激酶信號傳導(dǎo)，脂質(zhì)代謝，線粒體功能，發(fā)育過程在參與升高IOP風(fēng)險中具有重要作用。此外，在另一個獨立樣本中，這些位點中有48個與青光眼有關(guān)，其中14個位點在Bonferroni校正后仍然顯著。基于回歸模型的青光眼預(yù)測模型，在美國NEIGHBORHOOD研究中的受試者工作特征曲線下面積（AUROC）為0.76，在英國生物庫獨立樣本的曲線下面積為0.74。 POAG的遺傳預(yù)測模型為高風(fēng)險個體提供了篩查和及時治療的可能。

 

（三）

Resequencing of 243 diploid cotton accessions based on an updated A genome identifies the genetic basis of key agronomic traits
根據(jù)更新的A基因組對243份二倍體棉花材料重測序確定了關(guān)鍵農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)

Gossypium arboreum和Gossypium herbaceum的祖先為現(xiàn)代栽培的異源四倍體棉花提供了基因組A亞組。在這里，研究者通過整合不同的技術(shù)來升級Gossypium arboreum基因組組裝。本研究對243份G. arboreum和 G. herbaceum資源進行了重新測序，生成基因組變異圖譜，發(fā)現(xiàn)它們與Gossypium raimondii有著同樣的差異。獨立分析表明中國喬木樹種起源于華南，隨后傳入長江、黃河地區(qū)。大多數(shù)具有馴化相關(guān)性狀的材料經(jīng)歷了地理隔離。全基因組關(guān)聯(lián)研究( GWAS )確定了喬木層11個重要農(nóng)藝性狀的98個顯著關(guān)聯(lián)峰區(qū)。GaKASIII的非同義替換(半胱氨酸到精氨酸的替換)可能賦予棉花種子顯著的脂肪酸組成變化?？菸】剐耘cGaGSTF9表達的激活有關(guān)。本研究對理解棉花A基因組進化的邁出重要一步。

 

（四）

The fecal metabolome as a functional readout of the gut microbiome
糞便代謝組可作為腸道微生物組的功能解讀

人類腸道微生物組在人類健康中起著關(guān)鍵作用，但16S表征缺乏定量功能注釋。糞便代謝組數(shù)據(jù)可以提供微生物活性的功能讀數(shù)，并且可以用作介導(dǎo)宿主 - 微生物組相互作用的中間表型。本研究對糞便代謝組進行了綜合描述，研究樣本為雙胞胎研究計劃（TwinsUK）中，來源于786個個體的1,116個代謝物。研究發(fā)現(xiàn)糞便代謝組受宿主遺傳因素的影響不大（遺傳率（H2）= 17.9％）。 NAT2基因的一個拷貝數(shù)擴增位點與糞便代謝性狀相關(guān)。糞便代謝組在很大程度上反映了腸道微生物的組成，平均解釋67.7％（±18.8％）的差異。它與內(nèi)臟脂肪質(zhì)量密切相關(guān)，從而說明微生物影響腹部肥胖的潛在機制。因此，本研究提出，糞便代謝譜分析是探索微生物組成，宿主表型和遺傳復(fù)雜性狀之間聯(lián)系的新工具。

 

（五）

Resequencing a core collection of upland cotton identifies genomic variation and loci influencing fiber quality and yield
對陸地棉核心種質(zhì)重測序確定影響纖維品質(zhì)和產(chǎn)量的基因組變異和基因座

陸地棉是最重要的天然纖維作物。與纖維品質(zhì)和產(chǎn)量有關(guān)的各種種質(zhì)和等位基因基因組變異有必要深入研究。在這里，研究者對419份核心種質(zhì)基因組進行了平均測序深度6.55X的重測序，并鑒定了大約366萬個用于評估基因組變異的SNPs。研究者對12個環(huán)境進行了表型鑒定，并對13個纖維相關(guān)性狀進行了全基因組關(guān)聯(lián)研究。7383個獨特的SNPs與這些性狀顯著相關(guān)，位于4820個基因內(nèi)或附近；纖維品質(zhì)的相關(guān)位點比纖維產(chǎn)量多，D亞組中的纖維基因比A亞基因組多。先前未描述的開花天數(shù)、纖維長度和纖維強度的幾個基因被鑒定。這些性狀的表型選擇增加了馴化和育種過程中優(yōu)良等位基因的頻率。這些結(jié)果為棉花改良的分子選擇和遺傳操作提供了依據(jù)。

 

（六）

 

Analysis of the androgen receptor–regulated lncRNA landscape identifies a role for ARLNC1 in prostate cancer progression
雄激素受體調(diào)節(jié)的lncRNA全局分析確定了ARLNC1在前列腺癌進展中的作用

雄激素受體（AR）在正常前列腺發(fā)育以及前列腺癌的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。使用前列腺癌細(xì)胞系和組織的整合轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，我們將ARLNC1（AR調(diào)節(jié)的長非編碼RNA1）鑒定為與前列腺癌進展中的AR信號強相關(guān)的重要長非編碼RNA。 ARLNC1不僅被AR蛋白誘導(dǎo)，而且ARLNC1通過RNA-RNA相互作用穩(wěn)定了AR轉(zhuǎn)錄物。 ARLNC1敲低在體外和體內(nèi)可抑制AR表達，全局AR信號傳導(dǎo)和前列腺癌生長。總之，這些數(shù)據(jù)支持ARLNC1在維持正向反饋環(huán)路中的作用，所述正向反饋環(huán)路在前列腺癌進展期間可加強AR信號傳導(dǎo)。因此，ARLNC1被鑒定為前列腺癌新的治療靶標(biāo)。

 

（七）

Genetic identification of brain cell types underlying schizophrenia
基因鑒定精神分裂癥患者的腦細(xì)胞類型

除少數(shù)研究成果之外，精神分裂癥遺傳基礎(chǔ)知識的顯著進展并未能應(yīng)用于精準(zhǔn)實驗?zāi)Ｐ偷拈_發(fā)。通過應(yīng)用單細(xì)胞RNA測序的腦細(xì)胞分類學(xué)知識，我們評估了與精神分裂癥相關(guān)的基因組位點是否映射到特定的腦細(xì)胞類型。我們發(fā)現(xiàn)常見變異基因位點結(jié)果一致地映射到錐體細(xì)胞，中等多刺神經(jīng)元（MSNs）和某些中間神經(jīng)元，但與胚胎，祖細(xì)胞或神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞關(guān)聯(lián)很低。這種富集是由于在這些細(xì)胞類型中特異性表達的一組基因。我們還發(fā)現(xiàn)，以前與精神分裂癥有關(guān)的多種基因集（涉及突觸功能基因，編碼與FMRP相互作用mRNA的基因，抗精神病藥物靶基因等等）通常涉及相同的腦細(xì)胞類型。我們的結(jié)果提示了一個簡潔的解釋：精神分裂癥的常見變異關(guān)聯(lián)位點指向有限的一組神經(jīng)元，而關(guān)聯(lián)基因集指向相同的細(xì)胞。與MSN相關(guān)的遺傳風(fēng)險與谷氨酸能錐體細(xì)胞和中間神經(jīng)元的遺傳風(fēng)險不重疊，這表明不同的細(xì)胞類型在精神分裂癥中具有不同的生物學(xué)作用。

 

 

（八）

Locus-specific control of the de novo DNA methylation pathway in Arabidopsis by the CLASSY family
CLASSY家族在擬南芥de novo DNA甲基化途徑的基因座特異性控制上的研究

DNA甲基化對于基因調(diào)控、轉(zhuǎn)座子沉默和印記至關(guān)重要。盡管特定DNA甲基化模式的產(chǎn)生對于這些過程至關(guān)重要，但是甲基化如何在單個基因座上調(diào)節(jié)仍不清楚。本研究表明，擬南芥DNA甲基化的基因座特異性和全局調(diào)節(jié)都需要一個由四個預(yù)測的染色質(zhì)重塑因子CLASSY (CLSY) 1–4組成的家族參與。在機制上，這些因子與RNA聚合酶-IV (Pol-IV)有關(guān)，以控制指導(dǎo)DNA甲基化的24nt siRNAs的產(chǎn)生。CLSYs單獨在數(shù)千個不同位點調(diào)節(jié)Pol-IV -染色質(zhì)結(jié)合和24nt siRNA的產(chǎn)生，它們共同調(diào)節(jié)基本上所有24nt siRNA。根據(jù)所涉及的CLSYs，這種調(diào)節(jié)依賴于不同的抑制性染色質(zhì)修飾，以促進對DNA甲基化的基因座特異性控制。鑒于植物和哺乳動物甲基化系統(tǒng)之間的保守性，類似的途徑可能在廣泛的生物體中起作用。

 

（九）

 Quantification of subclonal selection in cancer from bulk sequencing data
基于批量測序數(shù)據(jù)量化癌癥中的亞克隆選擇

亞克隆結(jié)構(gòu)在各種癌癥類型中普遍存在。然而，產(chǎn)生腫瘤亞克隆的時間演化動力學(xué)機制仍然未知。在這里，我們基于高通量測序數(shù)據(jù)，通過使用亞克隆選擇的計算模型和理論群體遺傳學(xué)來測量人類癌癥中的克隆動態(tài)。我們的方法確定了腫瘤樣品的可檢測亞克隆結(jié)構(gòu)，并同時測量了每個亞克隆的選擇性優(yōu)勢和出現(xiàn)時間。我們證明了此方法的準(zhǔn)確性以及基因組中可記錄的進化動力學(xué)的程度。通過應(yīng)用于乳腺癌，胃癌，血液癌癥，結(jié)腸癌和肺癌樣本以及轉(zhuǎn)移性沉積物的高度深度測序數(shù)據(jù)顯示，如果存在受選擇的可檢測亞克隆，其始終在腫瘤生長期間早期出現(xiàn)并具有較大的適應(yīng)性優(yōu)勢（> 20％）。我們的定量框架為人類癌癥的進化軌跡提供了新的見解，并有助于從廣泛可用的測序數(shù)據(jù)中預(yù)測個體腫瘤的測量結(jié)果。