空間轉錄組學(ST)正在改變我們研究基因表達的方式。然而在大量轉錄組數據中壮韭,轉座因子(TE)由于其高度重復性而未被研究。近年來纹因,TEs被認為是基因表達的重要調節(jié)因子。因此琳拨,以空間分辨率的方式進行TE表達分析瞭恰,可以進一步幫助了解它們在組織內基因調節(jié)中的作用。
近日狱庇,《International journal of molecular science》發(fā)表了一個從ST數據集分析TE表達的工具:SpatialTE惊畏。
SpatialTE是什么?
為了提高ST分析的潛力密任,科研團隊開發(fā)了SpatialTE颜启,這是一個定量的生物信息學工具,可以從ST獲得的組織(如大腦浪讳、脊髓缰盏、腎臟等)數據集中檢查和分析TE表達。
根據使用的ST技術,虛線框對應于SpatialTE的輸入文件(以文件圖標和名稱顯示)口猜。綠色框對應于外部ST分析流程的運行(執(zhí)行每個空間點的基因表達的讀取對齊和識別)负溪,而黃色框對應于SpatialTE中的關鍵過程:首先,具有至少1個read的TEs被選中济炎;其次川抡,對于這些被選中的TEs計算兩個指標:覆蓋率和映射分數;第三须尚,TEs可以通過用戶定義的覆蓋率閾值進行過濾崖堤;最后,SpatialTE根據TEs的映射分數生成兩個輸出文件(TEs按位置和分類)耐床。
SpatialTE的基準測試和驗證
根據科研團隊的基準和驗證實驗表明:SpatialTE可以精確地確定TE表達的空間位置密幔。
將SpatialTE應用于ALS患病小鼠脊髓的數據,顯示TEs確實在不同的空間位置表達咙咽。有趣的是老玛,TEs在背角和腹角的表達比在脊髓的內側或遠端區(qū)域觀察到的表達要高。
根據LINE钧敞、SINE蜡豹、LTR和DNA轉座子的類別分析TE表達顯示:除了DNA轉座子外,所有類別都有助于TE的總表達溉苛。這些結果與證據一致镜廉,表明一些LTR和non-LTR TE(如LINE和SINE)在疾病中被激活。此項研究結果揭示了TE類別之間的差異愚战。
研究團隊還將SpatialTE的使用擴展到其他高度異質的組織娇唯,如成年小鼠大腦的10×空間轉錄組數據集,其研究結果表明在所有的大腦切片中都可以看到TE的表達寂玲,每一類都顯示出不同的活動模式塔插。這些結果表明TEs具有不同的空間表達,進一步表明TEs以特定方式對每個大腦區(qū)域的基因調控網絡特征作出貢獻拓哟。
最后研究團隊想將SpatialTE應用于尚未研究過TEs的樣本想许。為此,其使用了成年小鼠腎臟的相應冠狀切片断序。結果顯示:TEs在腎臟中確實有不同的表達流纹,而且它們的表達,至少對某些TE來說违诗,是受空間控制的漱凝;TEs在腎臟的各個區(qū)域(髓質與皮質)發(fā)揮著調節(jié)作用。
了解TEs在基因調控中的作用與發(fā)生在大腦或周圍器官的許多其他退行性疾病有關诸迟。未來的研究將從SpatialTE中受益茸炒,并開始揭示TEs表達差異背后的機制愕乎。重要的是,闡明TEs是否在以細胞特異性方式調節(jié)基因表達方面發(fā)揮作用扣典。
SpatialTE是作為一個開源的Bash腳本實現的妆毕,其詳細的使用說明可在GitHub存儲庫的README文件中找到:https://github.com/bvaldebenitom/SpatialTE
首發(fā)公號:國家基因庫大數據平臺
參考文獻
Valdebenito-Maturana B, Guatimosim C, Carrasco MA, Tapia JC. Spatially Resolved Expression of Transposable Elements in Disease and Somatic Tissue with SpatialTE. Int J Mol Sci. 2021 Dec 20;22(24):13623.
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