转录组Plus | 2020年8月研究进展（一）：心脏器官发生、痴呆、哮喘、家蚕氟暴露、水稻病毒响应及苹果采后保鲜

发稿时间：2020-08-26来源：天昊生物

题目：Epigenomic and Transcriptomic Dynamics During Human Heart Organogenesis人类心脏器官发生过程中表观基因组和转录组学

发表期刊：Circ Res. 发表时间：2020-8-9 影响因子：14.467

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越来越多的证据表明，调控序列中常见的变异和罕见的序列改变会导致出生缺陷或疾病倾向。先天性心脏病(CHDs)是最常见的出生缺陷，具有明确的遗传成分，但只有三分之一的病例可归因于基因组结构变异或基因突变。其余的未知病例可能是由调节序列的改变引起的。本研究目的是鉴定在人类心脏器官发生过程中活跃的调节序列和基因表达网络。确定这些位点和网络是否富含疾病相关基因和相关的遗传变异。研究者描述了人类心脏器官发生过程中染色质状态和基因表达动态。研究者从9个不同的Carnegie阶段(CS13-14、CS16-21和CS23)的每一个阶段描述了胚胎心脏中的7种组蛋白修饰，注释了染色质状态，并将这些图谱与100多种人类组织和细胞类型进行了比较。研究者还生成了RNA-seq数据，进行了差异表达，并构建了加权基因共表达网络。研究者确定了177，412种心脏增强子，其中12，395种以前没有被标注为强增强子。研究者鉴定了92%的功能验证的心脏阳性增强子。这些数据的整合表明，新的心脏增强子在心脏组织中表达更强的基因附近富集，并在与心电图测量和心房颤动相关的变异中富集。研究者的基因表达网络分析确定了基因模块，这些模块在心脏相关功能、心脏特异性增强子的调节控制以及假定的疾病基因方面有很强的富集作用。胚胎心脏特异性增强子靶向的心脏特异性表达的连接良好的“Hub”基因可能是疾病候选基因。研究者的功能注释可以更好地解释大量冠心病患者的全基因组测序数据。

题目：Truncated stathmin-2 is a marker of TDP-43 pathology in frontotemporal dementia截短的stathmin-2是额颞痴呆的TDP-43病理学标志物

发表期刊：J Clin Invest. 发表时间：2020-8-13 影响因子：11.864

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额颞痴呆(FTD)是第二种最常见的早发性痴呆，目前尚无治疗方法，但正在研究针对与FTD病理亚型相关的两种主要蛋白质的治疗方法：TDP-43 (FTLD-TDP)和tau(FTLD-tau)。在临床试验中测试潜在的治疗方法由于研究者不能区分FTLD-TDP和FTLD-tau患者而受阻。因此，研究者评估了截短的stathmin-2 (STMN2)作为TDP-43病理学的替代物，给出了TDP-43功能障碍导致截短的STMN2积聚的报告。截短的STMN2在TDP-43缺失的人iPSC衍生的神经元中积累，但在没有TDP-43聚集或核蛋白缺失的致病TARDBP突变的神经元中不积累。在对NYGC ALS队列的人脑样本进行的RNA-seq分析中，截短的STMN2 RNA主要在由TDP-43内含物标记的组织和疾病亚类中。最后，研究者验证了截短的STMN2 RNA在一组FTLD-TDP患者的额叶皮质中升高，但在对照组或PSP (一种FTLD-tau) 病例组患者中没有升高。此外，在FTLD-TDP中，研究者观察到截短的STMN2 RNA与磷酸化的TDP-43水平和更早的发病年龄之间的显著联系。总的来说，研究者的数据揭示了截短的STMN2 是FTD TDP-43功能障碍的标志。

题目：Identification of whole blood gene expressions correlated with responsiveness to benralizumab对benralizumab药物响应的全血相关表达基因的鉴定

发表期刊：J Allergy Clin Immunol. 发表时间：2020-8-11 影响因子：10.228

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这是第一项对全血细胞进行转录组分析的全面研究，以确定严重嗜酸性粒细胞性哮喘的分子表型，这些表型与对benralizumab药物的响应相关。

题目：A deep insight into the transcriptome of midgut and fat body reveals the toxic mechanism of fluoride exposure in silkworm

对中肠和脂肪体转录组的深入研究揭示了家蚕氟暴露的毒性机制

发表期刊：Chemosphere 发表时间：2020-8-6 影响因子：5.778

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氟化物普遍存在于自然环境中，据报道通过生态循环对动物、植物甚至人类造成严重的环境危害。家蚕暴露于氟化物后，其生长和生殖能力明显下降，已成为评价氟化物毒性的模型。然而，氟中毒的详细机制和相应的转运蛋白仍不清楚。在这项研究中，研究者对氟暴露和正常处理的家蚕幼虫中肠和脂肪体进行了RNA-seq分析。差异分析表明，氟胁迫下脂肪体有4405个差异表达基因，中肠有4430个差异表达基因。通过GO和KEGG分析，研究者确定了几个与氟暴露和中毒有关的关键途径。研究者关注氧化磷酸化和MAPK信号通路。qPCR实验证实氟暴露显著抑制氧化磷酸化过程，导致三磷酸腺苷合成受阻。MAPK信号通路是通过磷酸化信号转导来刺激的。此外，通过蛋白质结构分析结合DEGs，研究者筛选出36种可能参与氟转运的潜在膜蛋白。综上所述，研究者的研究结果扩展了氟中毒对家蚕幼虫生长发育的潜在机制，并暗示了家蚕中潜在的氟转运蛋白。

题目：Alterations of Rice (Oryza sativa L.) DNA Methylation Patterns Associated with Gene Expression in Response to Rice Black Streaked Dwarf Virus

水稻对黑条矮缩病毒响应中与基因表达相关DNA甲基化模式的改变

发表期刊：Int J Mol Sci. 发表时间：2020-8-11 影响因子：4.556

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水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)在我国水稻上造成严重的产量损失。研究表明，DN甲基化介导的植物防御DNA病毒和RNA病毒的机制不同。然而，在水稻中，它对一种双链RNA RBSDV感染的反应功能仍不清楚。本研究采用高通量单碱基分辨率重亚硫酸氢盐测序(BS-Seq)技术分析了受RBSDV感染的水稻中胞嘧啶甲基化的分布模式和特征。在转基因和非转基因环境中，在感染和不感染转基因水稻之间发现了广泛的差异。研究者鉴定了大量的受RBSDV感染的水稻基因组的差异DNA甲基化区域。此外，转录组测序分析获得了1119个差异表达基因。相关性分析筛选出102个基因与启动子区DNA甲基化水平和基因表达呈正相关，71个基因与基因表达呈负相关。利用逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)分析了水稻中与保持DNA甲基化相关的关键基因，结果表明，在RBSDV胁迫下，OsDMT702可能是水稻DNA甲基化水平整体升高的原因。研究者的研究结果提示了水稻DNA甲基化在响应RBSDV中的重要作用，并为水稻抗病毒免疫提供了潜在的靶基因。

题目：Melatonin treatment reduces ethylene production and maintains fruit quality in apple during postharvest storage

褪黑素处理降低了苹果采后贮藏期间乙烯的产生并保持了果实的品质

发表期刊：Food Chem. 发表时间：2020-8-4 影响因子：6.306

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研究了褪黑素处理对富士苹果在1℃贮藏56d后成熟的影响。苹果在商业成熟期收获，用褪黑素处理。与对照相比，褪黑素处理的苹果在贮藏过程中乙烯产量和失重显著降低。此外，褪黑激素处理在整个贮藏过程中保持了更好的苹果皮结构。根据RNA-seq分析，乙烯产量的减少是由MdACO1、MdACS1、MdAP2.4和MdERF109基因表达的减少调节的，该分析通过qRT-PCR反应分析进行了验证。褪黑素处理的果实中过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性均显著增加。综上所述，本研究突出了褪黑素对乙烯生物合成的抑制作用以及影响苹果采后品质的因素。