基因敲除模型的轉(zhuǎn)錄組與蛋白組分析

上一篇我們看了臨床組織標(biāo)本轉(zhuǎn)錄組與蛋白組一起分析,如果研究某個(gè)基因,對(duì)其進(jìn)行敲除后同時(shí)做轉(zhuǎn)錄組蛋白組一般會(huì)做哪些分析侠碧,得到哪些結(jié)果,如何展示圖及討論呢缠黍?

????本文題目:南美白對(duì)蝦轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的相關(guān)性分析揭示了干擾素調(diào)節(jié)因子(PvIRF)介導(dǎo)的IFN-樣抗病毒調(diào)節(jié)的關(guān)鍵信號(hào)通路

研究物種:蝦弄兜;

敲除基因:干擾素調(diào)節(jié)因子(IPF);

觀察表型:敲除基因后感染病毒的能力嫁佳。

測(cè)序、蛋白組學(xué)標(biāo)本:?

dsEGFP(對(duì)照)和dsIRF(敲除組)分別感染W(wǎng)SSV(對(duì)蝦白斑綜合补饶骸); 3vs3

分析結(jié)果

1.PvIRF的序列表征蒿往、比對(duì)分析和三維空間結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

因?yàn)椴皇悄J轿锓N,可以做蛋白的序列結(jié)構(gòu)分析(思考:在非模式動(dòng)植物上特別常見(jiàn)湿弦,跟已知模式物種做比較)瓤漏。

(1)NCBI和Uniprot數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得不同物種的IRFs的蛋白質(zhì)序列

(2)BioEdit進(jìn)行多重比對(duì),出比對(duì)圖(B圖)

(3)MEGA5軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(C圖)

(4)SWISS-模型颊埃,RCSB蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)蔬充,獲得結(jié)構(gòu)(D圖)

2.PvIRF抗病毒功能分析(造模型)

pcr實(shí)驗(yàn)表明PvIRF特異性dsRNA可以在48小時(shí)內(nèi)顯著降低mRNA。雙鏈RNA對(duì)PvIRF基因的干擾可以明顯促進(jìn)WSSV在蝦體內(nèi)的繁殖班利,并增加WSSV感染蝦的死亡率.提示PvIRF參與抑制WSSV在對(duì)蝦體內(nèi)的復(fù)制饥漫。

3.RNAseq結(jié)果分析

(1)統(tǒng)計(jì)了測(cè)序數(shù)據(jù)量,比對(duì)率等罗标;

(2)差異基因:dsIRF處理組中3239個(gè)基因上調(diào)庸队,5548個(gè)基因下調(diào)(圖A);

(3)GO分析:細(xì)胞成分闯割,分子功能彻消,生物過(guò)程。KEGG分析(圖B,C)宙拉。

此處宾尚,作者挑了一批免疫相關(guān)基因,部分通路進(jìn)行進(jìn)行大篇幅討論谢澈。

(思考:這里是基本的差異分析煌贴,GO/KEGG分析,說(shuō)明差異基因是很多的锥忿,其功能是跟表型密切相關(guān)的)

4.蛋白組學(xué)結(jié)果分析

蛋白質(zhì)質(zhì)量分布分析顯示分子量的覆蓋范圍很好崔步,范圍從10到300kDa(圖A)。肽長(zhǎng)度約為6-22個(gè)氨基酸(圖C)缎谷,大多數(shù)蛋白質(zhì)序列覆蓋率為0-40%(圖B)井濒。

(思考:蛋白組學(xué)的質(zhì)控圖灶似,描述質(zhì)譜數(shù)據(jù)的質(zhì)量,蛋白的基本特征)

如下做了差異蛋白的功能分析:

A:BP/CC/MF功能注釋基因交集瑞你;B:蛋白在KOG上的功能注釋?zhuān)籆:KEGG注釋?zhuān)珼:GO富集酪惭,E:KEGG富集。

此處也對(duì)免疫相關(guān)的蛋白做了討論

(思考:蛋白組學(xué)鑒定差異功能分析)

5.轉(zhuǎn)錄組蛋白組學(xué)聯(lián)合分析

圖A所示者甲,在蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄物水平上共鑒定了4361個(gè)基因春感,但其中大多數(shù)基因不符合差異積累的要求。只有1123個(gè)具有583個(gè)上調(diào)和540個(gè)下調(diào)的DEP可以與DEG匹配虏缸,其中722個(gè)DEP與其相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄物具有相同的表達(dá)譜鲫懒,包括351個(gè)上調(diào)蛋白/基因和371個(gè)下調(diào)蛋白/基因。401個(gè)DEP在兩個(gè)水平上表現(xiàn)出相反的表達(dá)譜刽辙,其中232個(gè)下調(diào)的蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)錄水平上上調(diào)窥岩。(思考:統(tǒng)計(jì)同時(shí)上調(diào)和下調(diào)的基因數(shù)量)

圖B:?jiǎn)位蚝偷鞍踪|(zhì)的定量數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析的結(jié)果,Spearman相關(guān)性系數(shù)為0.1566宰缤,表示蛋白質(zhì)的豐度水平與其相應(yīng)的mRNA之間的相關(guān)性較低颂翼。DEG和DEP之間也存在正相關(guān)性,但相關(guān)性較差慨灭,系數(shù)為0.3818朦乏。轉(zhuǎn)錄后調(diào)控和翻譯基因調(diào)控的重要作用已被兩個(gè)水平之間的復(fù)雜關(guān)系所證明(思考:做了相關(guān)性分析,相關(guān)性并不好,倒是沒(méi)有回避這個(gè)問(wèn)題)

對(duì)交集的差異基因及蛋白做了GO/KEGG分析(圖C氧骤、D)

6.11個(gè)基因驗(yàn)證

qPCR驗(yàn)證的這些選定基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜通常與RNA-seq的轉(zhuǎn)錄表達(dá)圖譜一致呻疹。qRT-PCR數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)之間的Pearson相關(guān)系數(shù)為0.6082,表明轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)能夠反映本研究中的轉(zhuǎn)錄物豐度筹陵。7個(gè)共表達(dá)基因在蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)和qRT-PCR數(shù)據(jù)中表現(xiàn)出相同的變異趨勢(shì)诲宇,這意味著本研究蛋白質(zhì)組學(xué)iTRAQ結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本文思考:做了一個(gè)模型惶翻,做轉(zhuǎn)錄組和蛋白組姑蓝,描述差異基因,功能吕粗,并做了qPCR驗(yàn)證纺荧。常規(guī)思路,至少說(shuō)明颅筋,類(lèi)似的數(shù)據(jù)是挺有價(jià)值的宙暇,是可以發(fā)表的。

文獻(xiàn)來(lái)源:

Yichen Liu, (2023). Correlative analysis of transcriptome and proteome in Penaeus vannamei reveals key signaling pathways are involved in IFN-like antiviral regulation mediated by interferon regulatory factor (PvIRF).

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