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APA分析-转录调控研究新思路

作者:frasergen日期:2017年5月5日 17:34

Alternative polyadenylation(APA)是一种RNA修饰机制,可以为转录本添加具有明显差异的3’末端。APA广泛存在于真核生物中,并被视为一种主要的基因调控机制。APA表现出组织特异性,对细胞增殖和分化具有重要作用。

一、APA类型:

(1)3’UTRAPA

大部分APA位点处于含有顺势作用元件(ciselements)的3’UTR区,3’UTR-APA会对转录后基因调控产生许多影响,如mRNA稳定性、mRNA核转移和定位以及编码蛋白定位。

图1. 3’UTR APA示意图[1]

(2)Upstream Region APA(UR-APA)

UR-APA位点位于最后一个外显子前,UR-APA引起末端外显子的可变表达,导致mRNA编码序列和3’UTR的变化。根据polyadenylation sites(PAS)的剪接模型,可将UR-APA分为两类:Skipped terminal exon和Composite terminal exon。Skipped terminal exon略过了末端外显子,而Composite terminal exon则由内部外显子延伸产生。

图2. UR-APA示意图[1]

二、APA检测新方法-Iso-seq

全长转录组(Iso-seq)文库构建时采用Oligo dT引物进行cDNA合成,因此所有含polyA尾的转录本均能被检测到,PacBio长读长的优势也使得Iso-seq成为APA研究的有效手段。2016年《Nature Communications》上发表的高粱转录组文章利用Iso-seq检测到11,013个基因至少有一个支持的polyA位点,约7700个基因有2个或2个以上的polyA位点。另外,高粱处理组和对照组的APA事件表现出差异化,表明APA是一种受调控的现象。

图3. 高粱基因含有的polyA位点数分布图[2]

三、Iso-seq分析pipeline

基于客户需求和最新文献,菲沙基因开发了全新的Iso-seq分析流程。基于该流程,可以准确辨别二代测序无法是别的isoform、同源基因、新基因、可变剪接和可变polyA位点,进一步结合二代测序数据还可以进行时期或组织特异性转录本分析,获得更加全面的注释信息。

图4. Transcriptome Analysis Pipeline for Isoform Sequencing

参考文献

[1]Tian B, Manley J L. Alternative polyadenylation of mRNA precursors[J]. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2016, 18(1):18.

[2]Abdelghany S E, Hamilton M, Jacobi J L, et al. A survey of the sorghum transcriptome using single-molecule long reads[J]. Nature Communications, 2016, 7:11706.

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