保留非全长读段的ISO-seq数据转录组表达分析

近年来,基于单分子测序技术的ISO-seq数据以其超长读段长度被越来越多地应用于转录组新型异构体预测研究,但目前大多数研究工作只用到全长读段数据,丢失了非全长读段数据中较多有用信息,因而数据没有得到充分利用。针对这一问题,本文在保留非全长读段的基础上提出了两个能同时预测异构体结构和计算其表达比例的模型基于狄利克雷采样的异构体探测与预测(Dirichletsampling for isoform detection and prediction,DSIDP)和基于马尔科夫链的异构体探测与预测(Markovchain for isoform detection and predition,MCIDP)。两个模型均从全长读段中建立异构体预测集,并采用全长读段和非全长读段计算异构体表达比例。DSIDP将所有读段比对至异构体预测集,并使用Dirichlet采样解决多源映射问题,MCIDP使用马尔科夫链模拟基因外显子之间的选择性剪切,该模型还能预测出数据中没有全长读段的异构体。本文采用模拟数据和真实数据验证了两个模型的有效性。

谷胱甘肽促进牛体外受精胚胎发育的转录组初探

旨在探究牛体外受精胚胎的培养液中添加3mmol·L^(-1)谷胱甘肽(Glutathione,GSH)后,8~16-细胞期和桑椹期的牛体外胚胎在转录组水平上的变化。收集8~16-细胞期和桑椹期的体外受精胚胎,构建文库,通过Illumina平台进行测序;筛选差异基因,并进行功能注释和代谢途径分析;采用定量PCR对10个基因的表达水平进行检测,以验证测序结果的准确性;在获得的新转录本中挑选3组进行RNA和蛋白结构的预测。通过OOSP1、THAP9等10个基因的定量检测、测序结果的质量评价(碱基错误率、Q20、Q30、GC含量)、reads与牛基因组的比对及其在基因组的分布统计分析,均说明该测序结果准确、可靠。测序获得差异表达基因4 100个(其中,处理组8~16-细胞期胚胎和桑椹胚中3 952个,对照组中884个),已知基因2 225个,未知基因1 875个。这些差异基因主要富集到与ATP合成、呼吸链、DNA合成、翻译过程和物质代谢相关的84条GO terms上,参与细胞黏附、柠檬酸循环、谷胱甘肽代谢、溶酶体以及氨基酸代谢等27条通路。另外,与已知的转录本相比,5个新转录本中均发现不同长度的新外显子;预测的蛋白结构中除包含各自的保守结构域(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的催化结构域、MAD同源结构域)外,还发现2个新的蛋白结构域(低复杂区、dwarfins蛋白家族B结构域)。综上表明,在培养液中添加GSH能导致胚胎转录谱的变化,显著提高胚胎的体外发育能力。