隨著測(cè)序技術(shù)的不斷升級(jí)，RNA 測(cè)序（RNA sequenclng，RNA-Seq) 技術(shù)已經(jīng)成為轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的重要手段之一，通過(guò)高通量測(cè)序能夠快速地獲得某一物種特定組織或器官在某一狀態(tài)下的幾乎所有轉(zhuǎn)錄本序列信息，已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、臨床診斷和藥物研發(fā)等領(lǐng)域。同時(shí)轉(zhuǎn)錄組是連接基因組遺傳信息與生物功能的蛋白質(zhì)組的必然紐帶，轉(zhuǎn)錄組學(xué)也成為多組學(xué)聯(lián)合分析的萬(wàn)金油。今天就為大家分享兩篇轉(zhuǎn)錄組學(xué)與基因組學(xué)聯(lián)合應(yīng)用的經(jīng)典高分文獻(xiàn)。
案例一
標(biāo)題：Genome- and Transcriptome-Wide Association Studies Provide Insights into the Genetic Basis of Natural Variation of Seed Oil Content in Brassica napus
全基因組和轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)研究為甘藍(lán)型油菜種子含油量的自然變異提供了遺傳基礎(chǔ)
期刊：Molecular Plant
影響因子：12.8
樣本：505 份甘藍(lán)型油菜群體的基因組重測(cè)序；309+274 份樣本轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
該研究收集 505 份甘藍(lán)型油菜進(jìn)行重測(cè)序分析，獲得 10,620,048 個(gè)變異位點(diǎn)。結(jié)合種子含油量（SOC）性狀進(jìn)行 GWAS 分析，鑒定得到 27 個(gè)與含油量顯著相關(guān)的 QTL 位點(diǎn)。同時(shí)該研究還選取部分材料，對(duì)兩個(gè)發(fā)育階段（20DAF，309 份材料；40DAF，274 份材料）的種子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，并鑒定了基因表達(dá)與 SOC 之間的關(guān)聯(lián)性，分別在 20DAF 和 40DAF 材料中檢測(cè)到 605 個(gè)和 148 個(gè)與 SOC 顯著相關(guān)的候選基因。
由于作物的 LD 區(qū)間較大以及人工選擇等因素的影響，根據(jù) GWAS 分析結(jié)果，從 QTL 區(qū)間中定位致病基因往往比較困難。該研究基于多組學(xué)數(shù)據(jù)，整合 GWAS、TWAS 分析結(jié)果，對(duì)甘藍(lán)型油菜 SOC 相關(guān) QTL 區(qū)間的候選基因進(jìn)行優(yōu)先排序，在 qOC.A05.3 和 qOC.C05.3 區(qū)間發(fā)現(xiàn)了相同的致病基因 BnPMT6。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明 BnPMT6 負(fù)調(diào)控油菜含油量，與預(yù)測(cè)結(jié)果一致，基因表達(dá)分析暗示 BnPMT6 可能受到 LEC1 和 FUS3 兩個(gè)油脂合成關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控。
案例二
標(biāo)題：Identification of Novel CD74-NRG2α Fusion From Comprehensive Profiling of Lung Adenocarcinoma in Japanese Never or Light Smokers
從日本未吸煙者和輕度吸煙者的 LUAD 綜合概況中鑒定新型 CD74-NRG2α 融合蛋白
期刊：J Thorac Oncol
影響因子：12.46
樣本：125 例日本 LUAD 陰性患者進(jìn)行了全外顯子序列測(cè)定和 RNA 測(cè)序
本研究表明，應(yīng)用基因表達(dá)譜分析結(jié)果預(yù)測(cè)手術(shù)后患者預(yù)后具有一定價(jià)值，有意義基因突變的識(shí)別對(duì)日本肺腺癌患者靶向藥物的用藥的優(yōu)化具有重要意義。然而不同種族間肺腺癌（LUAD）分子結(jié)構(gòu)的差異尚待研究。研究者對(duì)來(lái)自亞洲的從不吸煙者或輕度吸煙者的 LUAD 進(jìn)行了分子分析，以發(fā)現(xiàn)這種獨(dú)特疾病實(shí)體的新的靶向突變和預(yù)后生物標(biāo)記物。在 88 例（70.4%）患者中發(fā)現(xiàn)了與癌癥基因組圖譜（TCGA）研究不同的特定熱點(diǎn)突變。還鑒定了 FGFR2 和 NRG2α 的兩個(gè)新融合。基于 mRNA 表達(dá)譜而非基因突變譜的聚類可以預(yù)測(cè)患者的預(yù)后。在我們的隊(duì)列中，由三個(gè)基因集的表達(dá)所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分是一個(gè)對(duì)于總生存率和無(wú)進(jìn)展生存率很強(qiáng)的預(yù)后指標(biāo)，并通過(guò) TCGA 隊(duì)列進(jìn)一步驗(yàn)證。在 996 例患者中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)因素的改變分布在所有組織學(xué)亞型中。原位腺癌被證實(shí)含有驅(qū)動(dòng)基因突變，提示這些改變是 LUAD 發(fā)病的早期事件。ERBB2 基因突變?cè)谀贻p人中的代表性過(guò)高。
轉(zhuǎn)錄組學(xué)與基因組學(xué)聯(lián)合分析不僅可以相互驗(yàn)證結(jié)果，還可以從因果層次縮小目標(biāo)基因數(shù)量，鎖定核心基因，實(shí)現(xiàn)從 SNP 到轉(zhuǎn)錄水平再到生物學(xué)功能的系統(tǒng)研究。
參考文獻(xiàn)：
[1] Tang Shan,Zhao Hu,Lu Shaoping et al. Genome- and transcriptome-wide association studies provide insights into the genetic basis of natural variation of seed oil content in Brassica napus.[J] .Mol Plant, 2021, 14: 470-487.
[2] Kohsaka S , Hayashi T , Nagano M , et al. Identification of Novel CD74-NRG2α Fusion From Comprehensive Profiling of Lung Adenocarcinoma in Japanese Never or Light Smokers[J]. Journal of Thoracic Oncology, 2020, 15(6).
