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热烈祝贺云序客户发表全世界首篇小麦环状RNA研究成果

发布于:2017-04-19 16:10:48 点击量:743

摘要:作为一种广泛存在于各类真核生物中的新型非编码RNA,环状RNA逐渐成为了当下最热门的明星分子。由于环状RNA研究刚刚起步,已经进行过环状RNA研究的物种数量还非常有限。因此,对新物种的环状RNA表达谱进行系统性研究就成为了发表SCI文章的一条捷径。云序生物客户发表的这项成果是全世界第一篇对小麦环状RNA进行系统性研究的文章,也为广大研究人员提供了一个非常好的模板,即:如何简单地通过环状RNA测序,环状RNA定量PCR和生物信息学分析,在不进行功能和分子机制研究的情况下,短平快的发表一篇影响因子不错的文章,非常具有借鉴意义。


环状RNA是一种新型的非编码RNA分子,是继miRNA和长链非编码RNA之后,近两年来最热门的明星分子。随着测序技术与生物信息学分析手段的高速发展,研究者们对这种明星分子有了空前的认识。环状RNA以其独特的反式剪接方式形成,广泛存在于多种生物体内,并在癌症、心血管疾病和神经退行性疾病等多种人类重大疾病发挥重要的调控作用。

 

利用高通量测序手段,研究者们在拟南芥、小鼠、果蝇和人体内都发现了环状RNA的高度表达,证明了环状RNA在不同物种中广泛存在。然而,由于环状RNA的研究刚刚起步,绝大多数物种中的环状RNA还没有被研究,环状RNA数据库circBase中已收录的物种仅有7个。作为一种重要的农作物,小麦的环状RNA尚未见报道。本文通过云序生物提供的一站式环状RNA测序,环状RNA定量PCR和生物信息学服务于全世界首次进行了小麦环状RNA表达谱的构建,为后续研究植物环状RNA的生物学功能奠定了基础。


研究思路和技术路线


实验三部曲:

1.环状RNA测序

为了全面检测小麦中所有环状RNA的表达情况,研究人员分别对PEG和水处理后的小麦幼苗叶子进行环状RNA测序,共发现了88条环状RNA。通过对环状RNA的基因组来源进行分析,发现环状RNA可分为5类,其中基因间(intragenic)产生的环状RNA占大多数。接下来,研究人员系统分析了不同样本之间环状RNA的表达情况,发现62条环状RNA差异表达,这暗示着这些环状RNA可能在脱水应激中发挥作用。



环状RNA的检测数量及分类

2.环状RNA定量PCR

为了验证测序结果的准确性,研究人员挑选了16条环状RNA,利用“divergent primers”进行环状RNA定量PCR检测。所有环状RNA的表达都能够被定量PCR实验检测到,其中14条(87.5%)定量PCR结果与测序结果趋势一致,表明环状RNA测序结果准确性非常高。



环状RNA的定量PCR验证

3.生物信息学分析

研究指出,环状RNA能够调控来源基因的表达。为了进一步了解小麦差异表达环状RNA的功能,研究人员对它们的来源基因进行GO(Gene Ontology)分析。结果显示在脱水作用下,差异表达的环状RNA的来源基因可能在不同的生物进程和分子功能方面发挥作用。



差异表达环状RNA来源基因GO分析

2013年两篇Nature文章揭示环状RNA具有miRNA海绵的功能,它可以吸附miRNA来调节基因的表达。研究人员对不同样本之间差异表达的62种环状RNA进行靶miRNA的结合预测。发现其中6种环状RNA具有潜在的miRNA结合位点。随后,研究人员对这些miRNA下游靶基因进行功能预测,分析结果显示靶基因参与的信号通路都与脱水应激反应相关,暗示着这6种差异表达的环状RNA可能通过miRNA海绵机制发挥作用。



差异表达环状RNA通过miRNA海绵机制调控靶基因功能




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