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第5周:拟南芥的miRNA表达图谱

第5周:拟南芥的miRNA表达图谱

作者: TOP生物信息 | 来源:发表于2019-02-28 01:09 被阅读71次

    摘要

      测了拟南芥整个生长阶段的来自27个不同组织或器官的小RNA。对测序数据进行分析之后发现大多数的miRNA普遍存在,然而有少数的miRNA是特异表达的。相同miRNA家族的不同成员有特异的时空表达模式。还发现在不同的发育阶段,相同发卡前体的不同臂都能产生miRNA。

    INTRODUCTION

    • 小RNA的分类,有什么作用(转录后调控),以及发生过程(miRAN如何从前体发展到与AGO蛋白结合到形成RISC复合物);
    • miRNA与miRNA star由同一发卡结构的两条臂产生,通常miRNA star在形成后会被迅速降解,但已有研究表明在不同的组织和阶段,miRNA star会积累和起作用—— arm switching;
    • 提到了三个相关的数据库:
      PMRD: plant microRNA database, 和PNRD一样都是中农做的;
      mirEX 2.0: expression profiling of plant microRNAs;
      PmiRExAt: plant miRNA expression atlas database;
    • 共计353,686,537 reads,得到了全面的miRNA及一些突变体
    • 基于观测到的结果,猜想miRNA双链体的两条链可能都有重要作用。

    MATERIALS AND METHODS

    我先看的方法部分,再看的结果和讨论部分。计划将文中的分析部分重复一遍。

    1. Plant material and growth conditions

    每个处理两个生物学重复,在一个生物学重复中还可能存在两到三个技术重复。

    2. Small RNA library construction and deep sequencing
    3. Bioinformatic analysis of sRNAs

    在过滤掉低质量的reads和接头之后,将18-28nt的reads用bowtie比对到拟南芥的参考基因组(TAIR10)。不允许错配,且排除那些比对到产生rRNA-, tRNA-, snRNA-, snoRNA的区域的reads。S-plots (small RNA plots)用于评估这些miRNA位点。
    拟南芥成熟miRNA和miRNA前体序列从miRBase数据库下载。miRNA和miRNA star的丰度用RPM标准化。
    用R中的相关系数函数cor()计算cluster之间的相关系数并画出聚类树状图。计算中RPM取log2的值。
    arm switching事件的研究是通过miRNA/miRNA*的值取log2()后作图来看的。

    4. Small RNA Northern blot

    Northern blot:是一种通过检测RNA的表达水平来检测基因表达的方法,通过northern blot的方法可以检测到细胞在生长发育特定阶段或者胁迫或病理环境下特定基因表达情况。此处的基因包括编码及非编码蛋白基因。
    UV cross-linked:254nm紫外辐射系统,主要用于将核酸交联于膜上。尼龙膜上固定核酸的方法不限于烘烤,将吸印后的膜置于紫外灯下照射片刻也能使核酸与膜产生共价交联。

    提取出的小RNA用15% SDS-PAGE的凝胶分离,后转移至Hybond-N+膜上,这种是紫外交联的,并且杂交了末端标记有P32的寡核苷酸探针。探针序列如下:

    这个序列里面的加号+表示什么意思呢?有知道了吗?
    5. Accession numbers

    GSE79414

    总的来看,以上方法部分较简单。重复出来的难度应该不大。

    RESULTS

    1. 拟南芥中小RNA的特征

    先是求出生物学重复之间的皮尔逊相关系数,接近1,说明强相关性,以此说明好的可再现性和建库测序质量。

    log2(RPM)->是用的序列的表达量做的这个图吗?

    接着做了各个组织中小RNA长度的分布柱形图,21,24nt的小RNA最多,符合先前的发现,分别对应miRNA和hc-siRNA。在不同的组织和阶段,二者又有比例高低的变化。在花组织中,hc-siRNA比例比miRNA高很多。子叶,幼叶,茎叶中,miRNA比例略高于hc-siRNA。

    然后分析了在不同组织中,21nt和24nt小RNA的5’的起始碱基,发现21-nt sRNA倾向于以U开始,24-nt sRNA倾向于以A开始。而5'的碱基与AGO蛋白的结合有关。

    2. 分析拟南芥中产生miRNA的基因

    目的是评估miRBase数据中已记录的,以及发现新的。

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