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21分mRNA-lncRNA文章怎么做数据挖掘?

【字体: 时间:2019年11月01日 来源:华大科技

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  这一次我们来看看另一种基因表达调控经典组合——mRNA+lncRNA,如何进行数据挖掘?经典套路怎么做?发高分文章有何奥秘?

上一次科技君和大家分享了利用Dr.Tom快速实现mRNA+miRNA的6分+典型文章数据挖掘套路(链接)。这一次我们来看看另一种基因表达调控经典组合——mRNA+lncRNA,如何进行数据挖掘?经典套路怎么做?发高分文章有何奥秘?

No.1 经典套路

第一步 测序确定目标lncRNA

测序获得大量表达差异数据,从中选择研究目标。


Dr.Tom 12款小工具快速挖掘,锁定目标

第二步 目标lncRNA,表达和定位

qRT-PCR或Northern Blot验证表达;RACE确定5’和3’末端序列,可获得lncRNA全长信息;FISH验证亚细胞定位。

第三步 功能表型

过表达/敲减lncRNA,使用Western Blot等方法检测所关注生物学过程的相关marker,确定lncRNA能调控表型。

第四步 下游机制

(1)测序获得lncRNA调控下游靶基因

a.测序数据通过生物信息学分析,预测与ncRNA互作的RNA、protein或DNA;

b.通过过表达/敲减干预ncRNA,再进行RNA测序或蛋白质谱,筛查ncRNA调控的靶分子。


Dr.Tom 多种关联分析测一得多,准确定位

(2)靶基因验证

采用RNA pull down、RIP、ChIP、EMSA、报告基因检测等技术,论证ncRNA-protein、ncRNA-RNA或ncRNA-DNA互作关系。

加分步 上游机制

利用上游的激动剂或拮抗剂,观察目标分子表达,其他类似下游机制。

穿插步 动物、临床水平验证

利用动物和临床组织进行验证,可按情况应用在第二、三、四步,形成从分子、细胞、动物、临床组织,四维度水平完整验证。

No.2 文章剖析

接下来科技君以一篇华大客户今年2月发表在《Immunity》上的21分文章为例,从整个实验思路进行套路剖析。

研究团队发现天然免疫及炎症调控新靶标——长链非编码RNA lnc-Dpf3,通过抑制树突状细胞糖酵解过程,从而抑制树突状细胞体内迁移及炎症性疾病的发生发展。RNA-Seq和LncRNA测序都由华大提供,其中RNA-Seq采用了BGISEQ平台。

文章总体结果概况:

上游分子A—lnc B—下游分子C—糖酵解通路—树突细胞迁移表型—炎症

对应思路步骤文章可以拆分成:

第一步 确定目标lncRNA

受体因子A刺激引起迁移变化—LncRNA测序—差异表达lncRNA—lncB


图1 lnc-Dpf3负调控CCR7依赖的DC迁移

第二步 目标lncRNA,表达和定位

qRT-PCR验证差异表达lncRNA,RACE测得目标lncB全长4076nt,位于小鼠Dpf3基因的内含子1内

第三步 功能表型

干扰lncB表达—从细胞水平,影响受体因子和迁移变化—小鼠水平,影响炎症

第四步 下游机制

干扰lncB表达—RNA-Seq测序—差异表达mRNA—多个糖酵解通路基因—树突细胞迁移—炎症


图2 lnc-Dpf3通过抑制HIF-1α诱导的Ldha转录,抑制DC迁移

高分步

这篇文章之所以能发高分,就是在谁调控谁基础上,说清楚了怎么调控,做足细节。最终文章形成了分子机制图:上游分子A—甲基化—lnc B—结合位点—下游分子C—关键酶—糖酵解通路—迁移表型—炎症。


图3 文章分子机制图

划重点

1. 首创性:发现一条新lncRNA发挥关键性调控作用;

2. 谁调控谁:做了上游机制,形成上下游完整通路;

3. 怎么调控:上下游如何调控,位置、方式等详细展现。

No.3 Dr.Tom小工具之KDA

KDA(Key Driver Analysis),关键驱动基因分析,帮助了解所选基因中属于调控主要地位的基因。利用分子互作网络图展示,以查明作为潜在的关键调控因子,可帮助识别重要途径和关键驱动力。

推荐指数:★★★★★

推荐理由:KDA除了展现研究人员挑选的基因(红色的KAD和蓝色的初始基因)外,还提供了与之有关联的基因(灰色的关联基因),帮助研究人员扩展候选目标,不漏掉一些有价值的结果。


图4 KDA分析结果图

参考文献:

1. Liu Juan,Zhang Xiaomin,Chen Kun et al. CCR7 Chemokine Receptor-Inducible lnc-Dpf3 Restrains Dendritic Cell Migration by Inhibiting HIF-1α-Mediated Glycolysis.[J] .Immunity, 2019, 50: 600-615.e15.

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