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2021年贝纳基因转录调控项目文章精采盘点

 

2021年贝纳基因转录调控产品线项目文章产出可谓是初见成效,自2019下半年开始部署推出转录调控测序服务以来,短短一年多点的时间,贝纳基因已有6篇项目文章产出,其中Direct RNA测序2篇,普通转录组测序2篇,原核转录组1篇、PacBio全长转录组1篇,影响因子累计24+,下面就跟随小编一起来看看这些最新成果的涉猎领域。

 

领域一、病毒甲基化修饰研究

 

文章1 SARS-CoV-2复制及m6A修饰的调控

 

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由严重急性呼吸综合征冠状病毒-2 (SARS-CoV-2)引发的2019冠状病毒流行病是一场持续的全球公共危机。尽管病毒RNA修饰已有报道,但RNA修饰的类型和功能仍是未知的。

 

本研究分别使用甲基化RNA免疫沉淀测序(MeRIP-Seq)和纳米孔直接RNA测序(DRS)技术评估了m6A修饰在SARS-CoV-2中的作用,结果表明SARS-CoV-2含有m6A修饰,SARS-CoV-2感染不仅增加了甲基转移酶样3 (METTL3)的表达,而且改变了其分布。病毒关键蛋白RdRp与METTL3相互作用,在RdRp存在的情况下,METTL3分布在宿主细胞的细胞核和细胞质中,RdRp似乎通过一种未知的机制来调节METTL3的扑化和泛素化。总之,该研究结果表明,宿主m6A修饰复合物与病毒蛋白相互作用,调节SARS-CoV-2的复制。

 

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图1 SARS-CoV-2基因组RNA的m6A修饰

 

文章2 直接RNA测序揭示PRRSV的转录图谱

 

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TRS介导的不连续转录过程是动脉病毒的一个特征。使用短读测序很难重建和全面量化splicing events,这使得转录调控序列(TRS)的识别尤其困难。

 

本研究应用Direct RNA测序(DRS)来表征在猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)早期传代感染期间在猪肺泡巨噬细胞中产生的重组RNA分子,发现PRRSV具有高分辨率和多样化的转录图谱,TRS的使用是一个受调节的过程,在两种菌株中都有共同的首选TRS。这项研究还确定了大量TRS介导的转录变体,包括编码相同注释ORF的替代性sg mRNA,同时阐明了甲基化和转录调控之间的潜在联系。本研究结果为重新定义PRRSV的转录组复杂性提供了见解,将有助于制定更好地控制PRRSV的策略。

 

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图2 来自两个独立PRRSV病毒株的DRS数据

 

领域二、植物胁迫研究

 

文章3 赤霉素A3诱导滇重楼多根芽形成,提高滇重楼根茎繁殖速度

 

 

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滇重楼是一种地下茎植物,具有重要药用价值。其生长非常缓慢,根茎切块是一种有效的繁殖技术。然而,是否可以人工诱导根茎切块产生多芽还不清楚。滇重楼主要萌发单芽,偶生多芽。

 

施用赤霉素GA3后,滇重楼根茎可在2周内打破休眠,出芽率达100%,顶芽数达7.2个,且根茎内源GA3和GA1水平显著提高。转录组分析发现产生单芽和多芽相关激素基因的表达量存在显著差异,且存在少数共有差异基因,表明GA3处理能迅速打破滇重楼休眠,诱导出多芽,为滇重楼快速大量繁殖提供了一种有效的根茎切块技术(详情请见:项目文章 | 9个转录组也可以发4分+ 赤霉素A3诱导滇重楼产生多芽并提高繁殖速度)。

 

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图3 多层花休眠根茎(DR)、单茎根茎(MR)和多茎根茎中mRNA的表达

 

领域三、微生物的耐药研究

 

文章4 黄连提取物介导金黄色葡萄球菌对抗生素的交叉耐药机制研究

 

本研究旨在探讨黄连提取物(RCE)介导金黄色葡萄球菌(SA)对四环素(TET)、哌拉西林钠(PIP)和庆大霉素(GEN)的交叉耐药机制。

 

选择的菌株分别以亚致死浓度连续暴露于RCE中12d。通过转录组测序分析耐药基因在分离株中的表达情况。结果表明,RCE可触发SA对TET、PIP和GEN的优先交叉抗性。RCE暴露菌株中与3种抗生素相关的耐药基因均上调,RT-qPCR检测的耐药基因mRNA水平与转录组分析结果一致。揭示抗菌中药黄连提取物可能是长期被忽视的引起细菌耐药的重要因素。

 

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图4 黄连提取物介导下金黄色葡萄球菌的交叉耐药基因表达

 

领域四、药用植物转录特征基础研究

 

文章5 药用植物草珊瑚的转录组特征和分子标记鉴定

 

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草珊瑚是(Sarcandra glabra)重要的代谢活性生物成分,但是分子标记缺乏是分子育种和遗传改良的障碍。

 

本研究使用RNA-seq对Sarcandra glabra和亚种叶片进行转录组测序,共获得5775.6万个双端reads,一共组装得到141,954条unigenes,平均长度为646.63 bp。共鉴定出25,620个简单序列重复,726,476个单核苷酸多态性,42,939个插入和缺失,并对相关的unigenes和差异表达基因进行了鉴定。该研究结果为草珊瑚分子标记资源的开发和分子育种奠定理论基础。

 

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图5 草珊瑚转录本序列组装

 

文章6 PacBio全长转录组测序揭示贝母类黄酮合成机理

 

湖北贝母(Fritillaria hupehensis)是我国常用的药用植物之一。由于基因组资源缺乏,贝母相关化合物的生物合成,特别是类黄酮的生物合成途径知之甚少。

 

研究者利用PacBio 测序从贝母鳞茎、叶、根和茎中共鉴定得到316,438条非冗余全长reads,38607个长链非编码RNA和7914个简单序列重复。该研究首次提供了湖北贝母的完整转录本序列,为标记辅助育种和生物活性化合物研究提供了宝贵资源(详情请见:项目文章 | 使用全长转录组测序研究湖北贝母类黄酮的生物合成)。

 

 

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图6 湖北贝母同源注释和isoform检测

 

2021年贝纳基因公众号已推送转录调控方向技术推文41篇,涵盖前沿文章解读、项目文章精读、研究思路汇总、实测数据展示、线上直播预告等。2022年我们将秉承以往,在前沿文章基础上总结思路,推陈出行,给大家带来更多有帮助的内容。

 

参考文献

1.X Y Zhang, et al.Methyltransferase-like 3 Modulates Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 RNA N6-Methyladenosine Modification and Replication. mBio,2021

2.Riteng Zhang, et al.Nanopore-Based Direct RNA-Sequencing Reveals a High-Resolution Transcriptional Landscape of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus.Viruses,2021

3.Mulan Wang, et al.Gibberellin A3 induces polyaerial shoot formation and increases the propagation rate in Paris polyphylla rhizomes. Industrial Crops & Products,2021

4.Sugui Lan, et al.Study on the mechanisms of the cross-resistance to TET, PIP, and GEN in Staphylococcus aureus mediated by the Rhizoma Coptidis extracts. The Journal of Antibiotics,2021

5.Yanqin Xu, et al.Transcriptome Characterization and Identification of Molecular Markers (SNP, SSR, and Indels) in the Medicinal Plant Sarcandra glabra spp. BioMed Research International,2021

6. Kunyuan Guo, et al. Full-Length Transcriptome Sequencing Provides Insights into Flavonoid Biosynthesis in Fritillaria hupehensis.Life,2021

 

 


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