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植物、动物和微生物转录组项目文章三连发项目文章一：代谢组与转录组相结合，揭示了红豆杉果实三种不同颜色形成的机制。
中南林业科技大学文亚峰教授团队1月23日在《Frontiers in Plant Science》发表题为Metabolome integrated with transcriptome reveals the mechanism of three different color formations in Taxus mairei arils文章，其利用转录组和代谢组解析红豆杉(Taxus mairei)不同发育阶段红(RTM)、黄(YTM)和紫(PTM)果实的基因表达和代谢产物，为红豆杉资源的分子育种提供数据参考。 红豆杉(Taxus mairei),是一种重要的药用植物，其果实具有丰富的生物活性成分，包括类黄酮类化合物和花青素。这些化合物对红豆杉果实的颜色起着重要的作用，并且与其药用价值密切相关。然而，目前对红豆杉果实颜色形成机制的研究还比较有限。因此，本研究旨在通过将转录组学和代谢组学相结合的方法，揭示红豆杉果实中三种不同颜色形成的机制。通过分析红豆杉果实中的代谢物和基因表达谱，研究人员希望找到与颜色形成相关的关键代谢途径和基因调控网络。这项研究的结果将有助于深入了解红豆杉果实颜色形成的分子机制，为红豆杉的栽培和利用提供科学依据。此外，这些研究成果还有助于揭示其他植物中颜色形成的机制，对于植物遗传改良和药用植物的开发具有重要意义。 收集了三种不同颜色的红豆杉果实样品，分别是红色果实（RTM）、黄色果实（YTM）和紫色果实（PTM）。对样品进行RNA提取和代谢物提取。 使用质谱仪对提取的代谢物进行分析，得到代谢物的谱图数据。确定差异积累的黄酮类化合物（DAFs）。 三种不同颜色的果实样品（RTM、YTM和PTM）、三个发育阶段（FA、B和R）各组三个重复共27个样本进行RNA-seq测序。选择14个差异表达基因进行qRT-PCR验证。 通过代谢组学和转录组学的综合分析，揭示红豆杉果实不同颜色形成的机制，构建其调控网络。
图1 技术路线图 本文分析了不同发育阶段红(RTM)、黄(YTM)和紫(PTM)红豆杉果实的基因表达和代谢产物。共鉴定出266种黄酮类化合物和35种胡萝卜素。YTM中主要的色素为epiafzelechin、叶黄素和β-隐黄质，而malvidin-3,5-di-O-glucoside和芹菜素在PTM中起关键作用。HCT、DFR、LAR、ANS、crtB、NCED和CCoAOMT基因在不同颜色表皮中表达差异显著。在黄色假皮成熟过程中，HCT的上调与epiafzelechin的积累密切相关。DFR、LAR和ANS表达的减少似乎抑制了delphinidin-3-O-rutinoside.的产生。crtB表达的减少和NCED表达的同时增加可能调节叶黄素积累的增加。同时，NCED对β隐黄质的积累有积极的影响。随着假种皮变紫，ccoaomt的表达降低。转录因子分析结果显示MYB的过表达可能在调节不同颜色假皮的形成中发挥重要作用。本研究结果可为红豆杉资源的分子育种、开发和应用提供参考。
图2 不同颜色红豆杉转录组差异表达基因分析 项目文章二：METTL3-m6A-YTHDC1-AMIGO2轴有助于食管鳞状细胞癌细胞的增殖和迁移。
扬州大学医学院沈维干教授团队2月13日在《GENE》发表The METTL3-m6A-YTHDC1-AMIGO2 axis contributes to cell proliferation nd migration in esophageal squamous cell carcinoma的文章，其通过RNA-seq、MeRIP以及RIP实验探究RNA甲基转移酶3 (methyltransferase- like3, METTL3)对于食道鳞状细胞癌(ESCC)增殖转移的具体机制。 食管鳞状细胞癌(ESCC)是食管癌的主要组织学亚型，近年来其发病率有显著增长，尤其是在中国。虽然癌症治疗方法有显著的进展，但是ESCC患者的5年总生存率仍然非常低。尽管许多基因的失调被认为是ESCC发病的关键因素，但仍需要进一步的研究来阐明参与其进展的关键基因的分子机制。近年来，n6 -甲基腺苷(m6A)修饰在真核细胞RNA中的作用越来越受到关注。其修饰过程相关蛋白如m6A甲基转移酶（METTL3、METTL14、WTAP）；m6A去甲基化酶（FTO、ALKBH5）；阅读蛋白（YTHDF1、YTHDF2等），这些蛋白通过与m6A修饰的RNA结合，参与RNA的翻译、降解等功能。研究表明RNA m6A修饰在多种人类癌症中有着关键作用，其失调与食管癌的发生和发展有关。METTL3在ESCC组织中高表达，并与ESCC患者的不良预后有关。METTL3在食管癌中作为一种致癌驱动因子，调节一系列癌基因和抑癌基因的表达。然而，mettl3介导的m6A修饰如何影响下游靶mRNA及其在ESCC中的分子机制仍有待深入研究。 在本研究中首先在体内与体外观察敲低METTL3后癌细胞转移以及成瘤实验，接着利用MeRIP-seq、 RNA-seq和RIP-qpcr分析来鉴定在METTL3沉默的Eca-109细胞中具有差异m6A peaks和差异表达的基因。最后锁定具有Ig样域2的粘附分子(AMIGO2)被确定为METTL3和YTHDC1的潜在下游靶点。
图3 技术路线图 研究发现沉默METTL3可显著降低体外和体内ESCC细胞的增殖和转移。AMIGO2被鉴定为ESCC细胞中METTL3和YTHDC1的潜在下游靶点。在功能上，AMIGO2增强了体外和体内ESCC细胞的恶性行为，其过表达可恢复METTL3或YTHDC1敲除对ESCC细胞增殖和迁移的抑制作用。此外，METTL3的敲低降低了AMIGO2前体mRNA (pre-mRNA) 5 'UTR区域的m6A修饰，RIP-qpcr确定YTHDC1与AMIGO2 pre-mRNA相互作用，其可能通过调节AMIGO2 pre-mRNA的剪接过程来调控AMIGO2的表达。这些发现突出了METTL3-m6A-YTHDC1-AMIGO2轴在调节ESCC细胞增殖和转移中的新作用，可作为ESCC的潜在治疗靶点。
图4 MeRIP、RNA-seq、Dot-blot鉴定AMIGO2为METTL3潜在的下游靶点 项目文章三：工程蛋白易位途径改善毕赤酵母的重组蛋白
福建师范大学黄义德教授团队2月2日发表在《Current Research in Biotechnology》题为Engineering protein translocation pathway to improve recombinant proteins in Pichia pastoris的研究文章，以转录组测序分析为数据基础在毕赤酵母表达系统中探究发现工程蛋白易位途径可以作为一种增强异质蛋白表达的替代方法。 毕赤酵母（Pichia pastoris）是一种常用的真菌表达系统，用于生产重组蛋白质。然而，蛋白质在毕赤酵母中的表达效率和产量仍然有待提高。因此，本研究旨在通过工程化蛋白质易位途径来改善毕赤酵母中重组蛋白质的表达。 该研究的技术方法和路线如下： 首先，通过在高表达重组GS115菌株中表达报告基因EGFP，进行RNA-seq分析。通过RNA-seq可以检测到Sec复合物的某些亚单位（Sec61p、Sbh1p、Sss1p、Sec66p和Sec72p）的显著上调表达。这些基因的过表达可能会增加异源蛋白的表达水平。 接下来，分离并验证Sec复合物亚单位Sbh1p、Sss1p、Sec66p和Sec72p的内源启动子的活性。这是通过使用Lac-Z报告基因进行实验验证的。 将Sbh1p、Sss1p、Sec66p和Sec72p基因在Pichia pastoris中过表达，分别使用它们自己的启动子进行调控。通过荧光显微镜和Western blot分析确认这些基因在细胞中的过表达。 使用α-淀粉酶评估Sec亚单位的过表达对异源蛋白表达的影响。结果显示，在过表达Sss1p、Sbh1p、Sec66p和Sec72p的菌株中，α-淀粉酶活性分别增加了16%、58%、16%和17%。
图5 技术路线 研究利用RNA-seq分析、RT-PCR、基因克隆、融合蛋白表达的检测和α-淀粉酶活性的分析，对毕氏酵母进行一系列改造，结果表明，在高表达GS115菌株中，Sec复合物的亚单位Sss1p、Sbh1p、Sec66p和Sec72p的表达水平上调。研究还发现内源性启动子能有效驱动Sss1p、Sbh1p、Sec66p和Sec72p的表达。通过增加Sec复合物亚单位Sss1、Sbh1、Sec66或Sec72的表达水平，可以有效增强报告基因α-淀粉酶的表达。这些结果表明，通过改变蛋白质易位途径中Sec复合物的表达水平，可以改善毕氏酵母中重组蛋白的表达。总的来说，这项研究通过改变蛋白质易位途径中Sec复合物的表达水平，成功地提高了毕氏酵母中重组蛋白的表达水平，并为进一步优化重组蛋白表达提供了有价值的参考。 在本研究中，RNA-seq起着重要的作用。通过RNA-seq，我们可以获得关于基因表达水平和转录变异的详细信息。在本研究中，作者使用RNA-seq技术来分析GS115和表达报告基因的重组菌株的转录组。通过比较GS115和重组菌株的转录组数据，作者确定Sss1、Sbh1、Sec66和Sec72等Sec复合物的亚单位在重组菌株中的表达水平是否上调。此外，RNA-seq还可以帮助我们鉴定和分析其他与蛋白质易位途径相关的基因的表达变化。这些数据对于我们深入理解在毕氏酵母中蛋白质易位途径的调控机制和优化重组蛋白表达具有重要意义。 爱基百客为您提供全方位的RNA-seq全流程服务，擅长处理多种组学联合分析，无论是植物、动物还是微生物，无论组织类型如何多样，我们都有丰富的经验为您保驾护航。请您放心选择我们的服务，我们将竭诚为您提供优质的技术服务。
项目咨询
1. Qiu Y, Tian Z, Miao TY, Shen L, Chen J, Li PF, Zhu ZX, Zhu ZF, Wu WJ, Xu X, Shen WG. The METTL3-m6A-YTHDC1-AMIGO2 axis contributes to cell proliferation and migration in esophageal squamous cell carcinoma. Gene. 2024 Feb 13:148281. 2. Shengyan Wang, Huijia Dai, Qingling Tang, Yujing Yu, Yaying Xie, Tao Wang, Yide Huang,Engineering protein translocation pathway to improve recombinant proteins in Pichia pastoris,Current Research in Biotechnology, 2024, Volume 7, 100182. 3. Yan Y, Wen Y, Wang Y, Wu X, Li X, Wang C, Zhao Y. Metabolome integrated with transcriptome reveals the mechanism of three different color formations in Taxus mairei arils. Front Plant Sci. 2024 Jan 23;15:1330075. 了 解 更 多 { 往 期 精 彩 回 顾 } 精选合集，欢迎收藏哟！
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