2024多组学客户文章案例分享

学术   2024-12-01 11:00   广东  
单一组学只能提供生物系统单一层面的信息,例如,基因组学只能告诉我们基因的位置和结构信息,而通过多组学联合分析,则可以将基因的变化与基因表达产物以及最终的代谢产物联系起来对生物样本进行系统研究。基迪奥生物拥有丰富的多组学项目经验,针对不同客户的实际需求可定制专属的个性化分析方案和发文策略,并且已有大量高分客户文章发表。

下面就分享10篇基迪奥的多组学项目文章,分析策略主要包括“单细胞转录组+代谢组”、“转录组+代谢组”、“转录组+表观组”、“转录组+翻译组”、“微生物+代谢组”等,希望可以给大家提供一些参考。

单细胞+代谢组


案例1:单细胞转录组+代谢组+16S探索肠道微生物群诱导肿瘤免疫逃逸机制




英文标题:The IRG1–itaconate axis protects from cholesterol-induced inflammation and atherosclerosis

发表期刊:PNAS
技术策略:scRNA-seq,代谢组,16S
影响因子:11.1
物种样本:PDAC肿瘤
DOI:10.1073/pnas.2400675121

这篇文章主要探讨了免疫响应基因(IRG1)及其代谢产物itaconate(衣康酸)在调节动脉粥样硬化炎症中的作用。通过scRNA-seq揭示了IRG1在免疫细胞中的丰度变化,及在疾病中的调控机制。通过靶向代谢组检测了小鼠骨髓来源巨噬细胞中衣康酸的绝对含量,与IRG1表达趋势一致。之后还验证了衣康酸衍生物可以作为治疗的补充。

图1. 衣康酸衍生物减少CVD血浆相关炎症

案例2:花生幼苗在光照与黑暗环境下的单细胞转录组图谱




英文标题:ScRNA-seq reveals dark- and light-induced differentially expressed gene atlases of seedling leaves in Arachis hypogaea L.

发表期刊:Plant Biotechnology Journal
技术策略:scRNA-seq,代谢组
客户单位:广东省农业科学院作物研究所
影响因子:13.8
物种样本:花生
DOI:10.1111/pbi.14306

该研究利用酶解法获得了黑暗与光照条件下花生幼苗(一周龄)叶片的原生质体细胞,并构建了黄化苗与绿苗的单细胞基因表达图谱。该研究基于细胞层面对叶肉细胞群中的叶绿色合成通路进行解析,鉴定到21个转录因子参与植物激素通路进而调控表皮细胞发育。

图2.花生光暗两种形态的叶片表皮细胞的差异基因表达谱和激素谱

微生物+代谢组


案例3:膳食纤维通过产酸拟杆菌和随后的氨解毒减轻酒精性肝损伤



英文标题:Dietary fiber alleviates alcoholic liver injury via Bacteroides acidifaciens and subsequent ammonia detoxification

发表期刊:Cell Host & Microbe
技术策略:Meta 16s, 代谢组, DIA
客户单位:安徽医科大学第一附属医院
影响因子:20.6
物种样本:小鼠粪便、肝脏、血清
DOI:10.1016/j.chom.2024.06.008

肠道菌群与多种慢性肝病,如酒精性肝病(ALD)、代谢功能障碍相关性脂肪性肝病(MASLD)和肝硬化,之间存在关联。肠道菌群通过多种途径影响各种肝脏疾病的发生和发展,包括物质和能量代谢的改变以及免疫反应的激活机制。膳食纤维已被确定为肠道菌群组成和功能的关键决定因素,研究表明可溶性膳食纤维通过肠道菌群改善小鼠的肝脏缺血再灌注损伤,并抑制MASLD的发生。研究膳食纤维摄入是否可以通过改变肠道菌群来改变ALD的进展,具有重要的意义。

图3. B.acidifaciens促进ALD小鼠肝脏中OAT水平的增加

案例4:宏基因组、代谢组揭示葡萄酒自然发酵和接种发酵之间微生物种类组成和功能的差异



英文标题:Multi-omics co-analysis of the differences in microbial species composition and function between spontaneous and inoculated wine fermentation must

发表期刊:LWT
影响因子:6.0
客户单位:西北农林科技大学
产品服务:16S,ITS rRNA测序,宏基因组,代谢组
物种样本:发酵物
DOI:10.1016/j.lwt.2024.116181

本研究主要利用16S ITS rRNA测序、宏基因组和代谢组分析了自然发酵和接种发酵葡萄汁中的微生物。KEGG富集通路中上调的初级代谢产物表明,酿酒酵母在自发发酵过程中的抗逆性更强且更复杂。基因功能分析表明,酵母和非酵母在碳水化合物代谢中起着至关重要的作用,两者功能互补。非酿酒酵母对葡萄酒的整体特性有积极的贡献。优势微生物和代谢产物之间的相关性分析结果表明,更多的菌株参与了自发葡萄酒的发酵,并对葡萄酒的发酵过程产生了积极影响。

图4. 16S和ITs分析结果

转录组+代谢组


案例5:代谢组、转录组、DNA甲基化组研究早期运动诱导免疫代谢表观遗传修饰



英文标题:Early-life exercise induces immunometabolic epigenetic modification enhancing anti-inflammatory immunity in middle-aged male mice

发表期刊:Nature Communications
产品服务:代谢组, RNA-seq, 全基因组甲基化测序(BS)
客户单位:中国人民解放军空军军医大学
影响因子:16.6
物种样本:人血清和肝脏
DOI:10.1038/s41467-024-47458-3

运动通常被认为对免疫健康有短期的有益作用。本研究表明,早期有规律的运动对炎症免疫有长期的有益影响。代谢组分析发现细果酸,是对早期定期锻炼做出反应的关键代谢物。细果酸可降低骨髓源性巨噬细胞中的炎症细胞因子,并通过抑制mTOR复合物1信号通路减轻脓毒症。早期运动可以增加肝脏中Crym启动子的组蛋白3赖氨酸4三甲基化,这是一种催化细果酸产生的酶。总之,早期有规律的运动可以通过表观遗传免疫代谢调节增强雄性小鼠在中年阶段的抗炎免疫,其中肝细果酸的产生具有关键作用。

图5. 早期运动训练诱导小鼠循环哌啶酸持续升高

案例6:代谢组和转录组分析揭示了木瓜具有生物活性的化合物调控网络




英文标题Widely metabolomic combined with transcriptome analysis to build a bioactive compound regulatory network for the fruit growth cycle in Pseudocydonia sinensis

发表期刊:Food Chemistry
产品服务:RNA-seq,代谢组
客户单位:西北农林科技大学
影响因子:8.8
物种样本:木瓜
DOI:10.1016/j.foodchem.2024.139933

本研究通过转录组和代谢组联合分析揭示了木瓜在整个果实发育过程中生物活性化合物和相关基因的变化。代谢组学分析结果获得不同果实发育过程的主要代谢物变化,转录组学分析鉴定与黄酮类倍半萜类途径有关化合物及其相关基因,以及差异基因与top20差异代谢物的互作网络,筛选出bHLH25可能调节糖和酸、生物碱和倍半萜。

图6. 可溶性糖和不同有机酸及其相关基因的鉴定

转录组+表观组


案例7:转录组+DAP-seq技术揭示水稻优良单倍型OsGATA8-H协调氮素吸收和分蘖形成机制




英文标题:The elite haplotype OsGATA8-H coordinates nitrogen uptake and productive tiller formation in rice

发表期刊:Nature Genetics
技术策略RNA-seq,DAP-seq
客户单位:南京农业大学
影响因子:31.7
物种样本:水稻
DOI:10.1038/s41588-024-01795-7

过多的氮素会促进水稻中非生产性分蘖的形成,这降低了氮素利用效率(NUE)。通过平衡氮素吸收和生产性分蘖的形成来培育高NUE的水稻品种仍然是一个长期存在的挑战,然而这两个过程在水稻中是如何协调的仍然是个谜。本研究通过转录组和DAP-seq分析确定了转录因子OsGATA8是水稻中氮素吸收和分蘖形成的关键协调者。OsGATA8通过抑制氨态氮转运基因OsAMT3.2的转录来负调节氮素吸收。同时它通过抑制分蘖的负调节因子OsTCP19的转录来促进分蘖形成。

图7. OsGATA8负调控水稻PTNR和有效分蘖比例

案例8:转录组、m6A组分析共转录r-环介导的表观遗传调控驱动晚期前列腺癌的生长迟缓和多西紫杉醇化疗敏感性增强




英文标题:Co-transcriptional R-loops-mediated epigenetic regulation drives growth retardation and docetaxel chemosensitivity enhancement in advanced prostate cancer

发表期刊Molecular Cancer
影响因子:37.3
物种样本:人前列腺
产品服务:RNA-seq,m6A
DOI:10.1186/s12943-024-01994-0

本研究总结了N6-甲基腺苷(m6A)在表观遗传调控中的新作用,介绍了IGF2BP蛋白以m6A依赖的方式介导独特的R环解析,这可能导致前列腺癌的生长迟缓和多西他赛化疗耐药。该研究首次强调了IGF2BPs作为表观遗传R环阅读器在转录遗传调控和癌症中的功能重要性。此外,该研究提供了一个新的RBM15/IGF2BPs/DNMT1跨组学调控机制,表明前列腺癌中RNA m6A甲基化和DNA甲基化之间的新干扰。

图8. IGF2BPs的过表达全面上调靶基因表达和R-环水平

转录组+翻译组


案例9:转录组、翻译组分析类囊体蛋白FPB1与PAM68协同作用,促进CP47的生物发生和光系统II的组装




英文标题:Thylakoid protein FPB1 synergistically cooperates with PAM68 to promote CP47 biogenesis and Photosystem II assembly

发表期刊:Nature communications
产品服务:翻译组, RNA-seq
合作单位:上海师范大学
影响因子:16.6
物种样本:拟南芥叶片
DOI:10.1038/s41467-024-46863-y

光系统II (PSII) 是植物光合作用的重要复合物,其组装过程复杂且需要多个辅助蛋白。FPB1和PAM68是PSII组装过程中的两个关键辅助因子,它们的功能至今尚不明确。之前有研究显示FPB1和PAM68突变体表现出PSII的积累减少,但具体机制尚不清楚。该研究的目的是鉴定了FPB1这一PSII组装因子,并分析了其功能,揭示FPB1与PAM68在PSII组装过程中的作用机制。

图9. 叶绿体基因的RNA-seq和Ribo-seq 分析

案例10:转录组、翻译组分析分泌型微肽C4orf48通过RNA结合机制增强肾纤维化




英文标题:The secreted micropeptide C4orf48 enhances renal fibrosis via an RNA-binding mechanism

发表期刊:Journal Of Clinical Investigation
产品服务:翻译组, RNA-seq
合作单位:中山大学附属第一医院
影响因子:15.9
物种样本:小鼠的肾脏组织
DOI:10.1172/JCI178392

肾间质纤维化是慢性肾脏疾病(CKD) 发展为终末期肾脏疾病的重要机制。然而缺乏特定的治疗方法来减缓或停止肾纤维化。核糖体图谱分析发现在小鼠糖尿病肾病中分泌性小肽C4orf48 (Cf48)上调。Cf48 RNA和蛋白质水平在人类和实验性CKD的肾小管上皮细胞中上调。CKD患者血清Cf48水平升高,并与肾功能丧失、CKD分期增加和活动性间质纤维化程度相关。Cf48在小鼠中的过度表达加速了肾纤维化,而Cf48基因的缺失或反义寡核苷酸的敲除显著减少了CKD模型中的肾纤维化。确定了分泌的Cf48小肽是肾纤维化的潜在增强剂,它作为RNA结合肽促进细胞外基质的产生。

图10. 鉴定Gm1673 (C4orf48)为肾纤维化的候选增强剂

最后,基迪奥生物是定制化组学测序与生物信息分析服务领域的领先者,公司组学服务涉及单细胞组学、空间组学、翻译组、基因组等40条业务线,特别在多组学联合分析方面有丰富的项目经验和大量的客户文章案例,欢迎留言咨询!

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