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降解組測序

降解組測序


Degradome Sequencing
降解組測序利用高通量測序技術(shù)結(jié)合生物信息學(xué)手段對這些mRNA降解片段進(jìn)行大規(guī)模鑒定,進(jìn)而鑒定miRNA調(diào)控靶基因的技術(shù)。
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       鑒定microRNA(miRNA)調(diào)控的靶基因是闡釋miRNA復(fù)雜調(diào)控機(jī)制的關(guān)鍵。在生物體內(nèi),miRNA可通過抑制mRNA翻譯或是誘導(dǎo)mRNA剪切降解,從而調(diào)控基因表達(dá),發(fā)揮生物學(xué)功能。相比于動物,在植物中miRNA誘導(dǎo)基因剪切降解的方式會更為普遍。降解組測序(Degradome Sequencing)正是利用高通量測序技術(shù)結(jié)合生物信息學(xué)手段對這些mRNA降解片段進(jìn)行大規(guī)模鑒定,進(jìn)而鑒定miRNA調(diào)控靶基因的技術(shù)。降解組測序技術(shù)既擺脫了僅利用生物信息學(xué)預(yù)測靶基因帶來的高假陽性,又避免了常規(guī)靶基因鑒定手段(如5’ RACE)低通量耗時耗力的不足,顯著促進(jìn)了miRNA的功能研究。

       降解組測序的原理是,miRNA剪切靶基因產(chǎn)生二個片段,5' 剪切片段和3' 剪切片段。其中3' 剪切片段,包含有自由的5' 單磷酸和3' polyA尾巴,可被RNA連接酶,連接產(chǎn)物可用于下游高通量測序;而含有5' 帽子結(jié)構(gòu)的完整基因,含有帽子結(jié)構(gòu)的5' 剪切片段或是其他缺少5' 單磷酸基團(tuán)的RNA是無法被RNA酶連接,因而無法進(jìn)入下游的測序?qū)嶒;對測序數(shù)據(jù)進(jìn)行深入地比對分析,可以直觀地發(fā)現(xiàn)在mRNA序列的某個位點會出現(xiàn)一個波峰,而該處正是候選的miRNA剪切位點(實驗流程請參見下圖)。


       聯(lián)川生物現(xiàn)推出的特色降解組測序服務(wù),助您快速大規(guī)模地篩選出動植物miRNA調(diào)控的靶基因,進(jìn)而加速解析miRNA的生物學(xué)功能。

一次降解組測序即可鑒定出成百上千條miRNA作用的靶基因,遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)的5’RACE方案。
提供Q30(PhredScore)以上數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。
擁有自主開發(fā)的數(shù)據(jù)分析軟件ACGT301-DEG101,并結(jié)合CleaveLand,可靠性已經(jīng)過大量實驗項目檢驗。
使用全新優(yōu)化的文庫構(gòu)建方案使得樣本起始量更少、建庫步驟更簡單、測序讀長更長,同時PCR擴(kuò)增次數(shù)和割膠純化次數(shù)更少,因而能夠更真實地反映樣本降解組的豐度,進(jìn)一步提高實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

Nucleic Acids Res:使用降解組測序鑒定小鼠miRNA以剪切方式調(diào)控的靶基因
本研究中,作者使用降解組測序技術(shù)鑒定出成年小鼠組織中16個可能的miRNA剪切靶基因,其中miR-151-5p介導(dǎo)剪切N4BP1和let-7b介導(dǎo)剪切2410001C21Rik是最為顯著的。
Bracken,C.P., Szubert,J.M., Mercer,T.R., Dinger,M.E., Thomson,D.W., Mattick,J.S., Michael,M.Z. and Goodall,G.J. (2011) Global analysis of the mammalian RNA degradome reveals widespread miRNA-dependent and miRNA-independent en-donucleolytic cleavage. Nucleic Acids Res., doi:10.1093/nar/gkr110.


Plant Mol Biol:胡楊microRNA和靶基因研究

       胡楊,是一種典型的濕鹽生植物,能忍受荒漠中干旱的環(huán)境,對鹽堿有極強(qiáng)的忍耐力,是木本植物中研究鹽脅迫應(yīng)答的理想模型。北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)育種國家工程實驗室的尹偉倫教授和夏新莉教授共同領(lǐng)銜其團(tuán)隊,使用深度測序?qū)}脅迫處理的胡楊中小RNAome,降解組和轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行研究。研究表明,胡楊在鹽脅迫下,可以發(fā)現(xiàn)一大批新的miRNAs,已知和新的miRNA都能功能性的剪切它們的靶mRNA。
Li B, Duan H, Li J, Deng XW, Yin W, Xia X.(2013)Global identification of miRNAs and targets in Populus euphratica under salt stress. Plant Mol Biol 81(6):525-39


BMC Plant Biology: 二代測序鑒定鋁脅迫下野生大豆miRNA及其靶基因
       野生大豆(Glycine soja)是世界上種植面積最廣的作物之一。相比于栽培大豆,野生大豆能夠更好地適應(yīng)自然環(huán)境的脅迫如干旱、堿、鹽脅迫。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點實驗室年海教授領(lǐng)銜的課題組聯(lián)合使用miRNA測序和降解組測序技術(shù)大規(guī)模系統(tǒng)地測定了鋁脅迫下野生大豆的miRNA表達(dá)譜和靶基因及其功能, 為深入理解鋁脅迫下miRNA發(fā)揮的調(diào)控作用提供了重要信息。
Zeng QY, Yang CY, Ma QB, Li XP, Dong WW, Nian H. (2012) Identification of wild soybean miRNAs and their target genes responsive to aluminum stress. BMC Plant Biol 12(1), 182.

  • Yang J, Liu X, Xu B, Zhao N, Yang X, Zhang M. (2013) Identification of miRNAs and their targets using high-throughput sequencing and degradome analysis in cytoplasmic male-sterile and its maintainer fertile lines of Brassica juncea. BMC Genomics [Epub ahead of print].
  • Zhai L, Liu Z, Zou X, Jiang Y, Qiu F, Zhengand Y, Zhang Z. (2012) Genome-wide identification and analysis of microRNA responding to long-term waterlogging in crown roots of maize seedlings. Physiologia Plantarum [Epub ahead of print].
  • Xu MY, Dong Y, Zhang QX, Zhang L, Luo YZ, Sun J, Fan YL, Wang L. (2012) Identification of miRNAs and their targets from Brassica napus by high-throughput sequencing and degradome analysis. BMC Genomics 13:421.
  • Mao W, Li Z, Xia X, Li Y, Yu J. (2012) A Combined Approach of High-Throughput Sequencing and Degradome Analysis Reveals Tissue Specific Expression of MicroRNAs and Their Targets in Cucumber. PLoS One 7(3), e33040
  • Zhao M, Tai H, Sun S, Zhang F, Xu Y, et al. (2012) Cloning and Characterization of Maize miRNAs Involved in Responses to Nitrogen Deficiency. PLoS ONE 7(1), e29669.
  • Zhang J, Zhang S, Han S, Wu T, Li X, Li W, Qi L. (2012) Genome-wide identification of microRNAs in larch and stage-specific modulation of 11 conserved microRNAs and their targets during somatic embryogenesis. Planta. [Epub ahead of print]
  • Li B, Qin Y, Duan H, Yin W, Xia X. (2011) Genome-wide characterization of new and drought stress responsive microRNAs in Populus euphratica. J Exp Bot 62(11), 3765-79. 

 

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