数据挖掘系列主题3那些年不能错过的全

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盼望着,盼望着,开学的脚步近了,五一假期后,相信部分小伙伴也陆续收到了返校的通知,小编在这里日常问候一句,今天做好防护了吗?,这个特殊的年份,一场疫情延缓了我们返校的步伐,但隔离病毒,不隔离爱,更不会隔离知识的传递!所以今天就跟着小编一起走进全网最经典的全转录组数据挖掘思路之从lncRNA入手分析篇吧!

说起最近转录组分析思路什么最火,那必然是全转录组了吧。近年来,大家也逐渐意识到单一的mRNA或ncRNA研究已无法完全满足科研需求,需要结合多种RNA信息进行整合分析,进而探索潜在的调控网络机制。全转录组测序也逐渐成为阐释生物学问题的一把利器,越来越多的科研君开始拿起“利器”,“玩转”起了全转录组。当然,小编也片刻不敢耽搁,火速呈上今天的经典文章解读,各位小伙伴搬好小板凳,拿好小本本,你们期待的知识点来咯!

相信通过之前的两篇全转录组数据挖掘思路系列文章,大家已经对全转录组数据挖掘思路有了初步的了解。如果你说忘了,没关系,小编带你回顾一下。

系列文1:(数据挖掘系列主题(1)

全网最经典的全转录组数据挖掘思路!)

系列文2:(数据挖掘系列(2)

从高分文章提炼全转录组研究策略-玩转ceRNAの试验套路!)

而今天我们的全转录组高分文章主要是以lncRNA为切入点,通过有效结合mRNA和miRNA数据进行ceRNA分析,探究其调控机制。

中文题目:lncIRS1通过海绵miR-15家族激活IGF1-PI3K/AKT途径控制肌萎缩期刊:JournalofCachexia,SarcopeniaandMuscle影响因子:7.68发表时间:.01.30研究背景

1.骨骼肌发生和肥大是一个复杂的过程,依赖于调节因子的精确时空表达。

2.胰岛素受体底物1(IRS1)是一种信号转接蛋白,对骨骼肌生长和蛋白质稳态起关键的作用,其在将信号从胰岛素和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)受体传递到细胞内信号通路PI3K/AKT也至关重要,而IGF1-PI3K/AKT途径是控制肌肉肥大的关键细胞内信号机制。

3.最近的研究表明长非编码RNAs(lncRNAs)作为竞争内源性RNAs(ceRNAs)在基因表达调控中发挥重要作用。然而,lncRNAs在骨骼肌萎缩中的具体作用尚不清楚。本研究旨在确定控制骨骼肌发生和萎缩的lncRNAs的功能。

研究思路

取材:7周龄瘦肉鸡(XH)Vs肥大鸡(WRR)胸肌组织

实验内容:

通过RNA测序鉴定肥大肉仔鸡和瘦肉仔鸡的胸肌组织的转录组(lncRNA和mRNA)。为了研究lncRNA的“海绵”功能,通过整合之前提交的骨骼肌miRNA文章测序数据构建了一个lncRNA—microRNA(miRNA)—基因相互作用网络。并通过原代成肌细胞和动物模型对lncIRS1在体外或体内的生物学功能进行后续验证。

技术路线:

重要结果1验证lncIRS1在肥厚肉鸡中表达上调,以及lncIRS1编码能力鉴定

RNA-seq揭示了肥大和瘦肉鸡中52个lncRNA下调,而个上调。其中上调lncRNA(TCONS_,名为lncIRS1)(图1A、B),通过RACE系统确定了其的5’和3’末端(图1C、D);其编码能力预测表明编码能力低且进化保守性低(图1E)。为了验证这一预测,分析了lncIRS1的7个潜在ORF的编码能力。经过WB分析表明lncIRS1是没有蛋白编码潜能的lncRNA(图1F)。进一步lncIRS1的亚细胞定位以及RT-PCR结果证实它是存在于胞质和细胞核(图1G)。此外也通过RACE鉴定了基因IRS1的5’和3’端(图1H、I)。

2干预表达看功能:lncIRS1促进成肌细胞的增殖和分化

lncIRS1主要在胸肌和心脏中表达,然后在肝和腿部肌肉中表达(图2A)。原位杂交表明lncIRS1在体节中表达(图2B)。lncIRS1的过表达减少了G0/G1期的细胞数量并增加了进展到S期的细胞数量(图2C)并显着促进成肌细胞增殖,而lncIRS1敲除则相反(图2E)。EdU染色表明,lncIRS1过表达细胞的增殖速率显着增加。而lncIRS1敲除后,增殖被明显抑制(图2G)。免疫荧光染色也发现lncIRS1过表达促进了成肌细胞的分化并显着增加了肌管的总面积(图2H、J),而敲除则降低了(图2I、K)。与对照细胞相比,lncIRS1敲除细胞中成肌细胞分化标记基因(MyoD,MyHC,MyoG和Myomarker)和IGF-1途径相关基因(IGF1,IGF1R和IGF2R)的表达下调(图2L、M)。这些数据表明lncIRS1在肌肉中富集,可促进成肌细胞的增殖和分化。

3lncRNA-miRNA-mRNA互作网络图的构建

本文直接使用本课题组已发表的文章中的miRNA数据(GSE)。lncRNA-miRNA-mRNA互作网络图构建涉及以下三个部分:(i)miRNA与mRNA之间的相互作用(使用TargetScan结合表达量预测差异miRNA的靶基因),(ii)lncRNA-miRNA的相互作用(使用RNAhybrid结合表达量预测差异miRNA的靶lncRNA),(iii)基因与基因之间的相互作用(使用IPA:已知和预测的蛋白质相互作用的数据库)。最后,使用Cytoscape构建了lncRNA-miRNA-mRNA相互作用网络。

4机制探究:lncIRS1通过miR-15家族调控IRS1功能

lncIRS1充当miR-15a,miR-15b-5p和miR-15c-p的分子海绵来调节IRS1表达,通过IGF-1信号通路促进成肌细胞分化。

5体内实验:lncIRS1影响雏鸡骨骼肌发育

通过给1日龄雏鸡注射慢病毒介导的lncIRS1过表达(pWPXL-lncIRS1)和慢病毒介导的lncIRS1敲除(pLKO.1-lncIRS1),与对照组(pWPXL-CONTROL)相比,胸肌质量和肌纤维横截面积均相应增加或减少。最终结论为:lncIRS1控制肌肉质量和肌纤维横截面积影响雏鸡骨骼肌发育。

研究结论

本文利用全转录组测序技术鉴定了一个新的lncIRS1作为miR-15家族的"海绵",通过激活IGF1-PI3K/AKT信号转导,从而促进肌肉增殖、分化、肌肉质量。研究结果表明这可能是一种潜在的治疗肌肉萎缩的药物。

这篇文章的思路相对也较为清晰,后续大家可以借鉴一下:

1.lncRNA分析:找到关键的lncRNA;

2.构建ceRNA网络,找寻mRNA,miRNA,lncRNA的调控关系;

3.实验验证RNA-seq结果和探究相关机制。

怎么样?经过三期的全转录组数据挖掘套路的梳理,有没有感觉自己的后续研究思路清晰了许多?其实不管从哪一方面入手,文章都是总结思路的一大法宝,而实践才是检验真理的唯一标准!随着转录组学更加深入的研究需求,全转录组分析也愈发炙手可热,所以你还在观望吗?在座的各位小伙伴,有了分析思路,实验可以火速安排上了。

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