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(shí)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(shí)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(huì)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(diǎn)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(dòng)態(tài)。研究者從9個(gè)不同的Carnegie階段(CS13-14、CS16-21和CS23)的每一個(gè)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(yàn)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(cè)量和心房顫動(dòng)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(cè)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(shí)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(duì)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(yàn)中測(cè)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(píng)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(bào)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(duì)NYGC ALS隊(duì)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(yàn)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(duì)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(duì)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(shí)間：2020-8-11 影響因子：10.228

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這是第一項(xiàng)對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(bào)道通過生態(tài)循環(huán)對(duì)動(dòng)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(zhǎng)和生殖能力明顯下降，已成為評(píng)價(jià)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(xiàng)研究中，研究者對(duì)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(gè)差異表達(dá)基因，中腸有4430個(gè)差異表達(dá)基因。通過GO和KEGG分析，研究者確定了幾個(gè)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(hào)通路。qPCR實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(hào)通路是通過磷酸化信號(hào)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(duì)家蠶幼蟲生長(zhǎng)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(duì)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(shí)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(duì)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(cè)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(cè)序分析獲得了1119個(gè)差異表達(dá)基因。相關(guān)性分析篩選出102個(gè)基因與啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化水平和基因表達(dá)呈正相關(guān)，71個(gè)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(shí)的品質(zhì)

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

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研究了褪黑素處理對(duì)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(duì)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(gè)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(yàn)證。褪黑素處理的果實(shí)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(duì)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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