在分析不同條件下細胞內基因表達差異和分析基因表達的不同可變剪接上

2021-03-20 02:24:18 字數 4442 閱讀 1791

1樓:楊風遊

不同型別細胞基因表達及可變剪接的研究

肝臟是人體中最大的實質性器官,主要負責著體內脂類、糖類、蛋白質、和維生素等眾多物質的代謝,是人體中的代謝工廠。此外,肝臟在體內還發揮著解毒、免疫、儲存糖原和維生素、合成膽汁以及造血等功能,被稱之為體內最繁忙的器官。肝臟的複雜功能的發揮依賴於組成肝臟的各種型別的細胞,肝臟細胞主要分成兩類:

肝實質細胞(hc)和非實質細胞(npc)。前者是肝臟中最主要的細胞型別,佔據肝臟體積約80%,發揮著肝臟中的絕大部分功能。非實質細胞主要包括肝竇內皮細胞(lsec)、枯否細胞(kc)、肝星狀細胞(hsc)以及其他一些免疫細胞等。

目前,對肝臟細胞的研究往往集中於某一種型別的細胞。本研究同時構建了多種型別細胞的基因表達譜,通過肝臟細胞水平表達譜的全面解析,系統地發現肝臟細胞中表達的新基因或新亞型,深入地瞭解肝臟不同型別細胞的共性與特性,全新地認識細胞在肝臟器官中的分工與協作。 轉錄組和蛋白質組作為基因組後繼補充研究物件,分別擔當傳遞遺傳資訊和功能最終執行的角色。

而蛋白質組鑑定覆蓋度的範圍往往是參照編碼基因的數目,因此可尋求轉錄組水平的mrna鑑定輔助蛋白質組的深度覆蓋。除了覆蓋度的優勢以外,轉錄組水平在靈敏度和準確性方面具有無可比擬的優勢,還可以更精確地鑑定到基因的可變剪接、rna編輯等資訊。目前,轉錄組測序(rna-seq)作為一項新一代測序技術,能在全基因組範圍內以單鹼基解析度檢測並定量轉錄片段,成為研究轉錄組表達譜的重要方法。

首先,我們首次構建了肝臟細胞水平的轉錄組表達譜。以c57bl/6小鼠動物為模型,採用流式細胞術完成肝臟3種型別細胞(hc、lsec和kc)的分選,確保各類細胞純度和活性分別達到95%和85%以上。對細胞提取的rna,利用新一代測序rna-seq技術,每種型別細胞得到3g以上的資料量,滿足深度測序目的。

通過資料低質量過濾、讀段定位、轉錄本重構、表達定量以及質量控制等一系列的資料處理,完成了肝臟不同型別細胞轉錄組的定性和定量分析。在假髮現率(fdr)5%的標準下,hc、lsec和kc分別鑑定到了8802、10789和10125個基因,其中細胞特異表達基因分別是504、851和498個。基因表達丰度的相關性分析顯示hc與肝臟組織之間的相關係數最高,兩類非實質細胞之間相關次之。

這體現了hc在肝臟細胞中佔絕大部分比例的事實,是最能夠代表肝臟組織的細胞型別。 其次,基於肝臟細胞的轉錄組表達譜,我們完成了不同型別細胞系統的功能註釋分析。其一,我們將各細胞表達基因根據丰度分成低、中和高表達組。

通過功能富集分析,不同型別細胞存在共性:低表達組基因功能富集細胞粘附,基因集中於膜與細胞表面;中表達基因富集轉錄、轉錄調控以及rna加工等,而高表達基因則在翻譯、蛋白轉運以及能量代謝方面。說明了細胞水平上參與同一生物學過程的基因其表達水平亦相似的普遍規律。

其二,針對3種型別細胞顯著高表達基因作go功能富集分析,結果顯示細胞顯著高表達基因能夠較好地表徵各自細胞的生物學特性。例如,hc顯著富集於氧化還原反應、各種代謝過程;kc作為肝臟中的巨噬細胞,富集條目則集中在免疫應答、損傷應答以及炎症反應等;而lsec內血管發育、細胞分化調控與已報道的lsec在肝再生中的重要作用相關。其三,細胞特異表達基因和共同表達基因在丰度分佈和功能富集方面差異明顯。

細胞特異基因偏向於低丰度,位於細胞表面和膜位置,功能集中於小分子代謝以及細胞特殊的一些生物學功能。而共同表達基因富集於大分子代謝過程,集中在胞內亞細胞器分佈。利用細胞特異表達基因進行通路富集分析,我們發現肝臟中很多生物學過程涉及不同型別細胞的協同作用。

其四,各細胞內基因表達丰度的無監督聚類結果揭示不同型別細胞具有顯著不同的基因表達模式,細胞富集表達的基因簇表明了各自的生物學特徵。 再次,我們系統地鑑定了肝臟不同型別細胞內的可變剪接以及細胞之間的可變剪接差異。hc、lsec和kc即使都同屬於肝臟,但**屬性均不同,hc屬於上皮細胞,lsec為內皮細胞,kc則是屬於髓系細胞。

以肝臟細胞為代表,我們第一次解析了細胞水平的剪接差異,對於揭示不同細胞為完成各自功能選擇性表達不同剪接體具有重要意義。通過rna-seq資料重新拼接組裝轉錄本,除了資料庫已知轉錄本的鑑定,我們還發現了20%以上的新轉錄本,對應著不同的可變剪接方式。在3種型別細胞中,外顯子跳躍均是最廣泛的剪接形式。

新轉錄本的鑑定及部分驗證,豐富了對應基因的註釋。另外,通過不同細胞之間的可變剪接事件比較,我們首次發現肝臟細胞之間存在著大量switching-like的剪接差異,不同細胞對於同一基因偏好表達不同的可變剪接體,以滿足各細胞的功能需求。這一事實也得到了qpcr實驗的證明。

此外,我們嘗試從剪接因

怎麼判斷差異表達的基因

2樓:糜穆嶽葉舞

判斷差異表達的基因常用的分析方法有三類,第一類稱之為倍數分析,計算每一個基因在兩個條件下的

ratio

值,若大於給定閾值,則為表達差異顯著的基因;第二類方法採用統計分析中的

t檢驗和方差分析,計算表達差異的置信度,來分析差異是否具有統計顯著性;第三類是建模的方法,通過確定兩個條件下的模型引數是否相同來判斷表達差異的顯著性,例如貝葉斯方法。

有做基因差異表達分析的麼

請教關於韋恩圖分析差異表達基因的問題

有人取同種生物的不同型別細胞,檢測其基因表達,結果如右圖.下列有關圖示的分析正確的是(  )a.在

3樓:你大爺

a、不論細胞如何選擇性表達,其內都必含有核糖體,所以基因1~8中只有一個是控制核糖體蛋白質合成的基因,則該基因最有可能是基因2而不是基因5,a錯誤;

b、遺傳資訊不同是由於脫氧核苷酸種類、數量和排列方式不同,但不一定種類、數量和排列方式都不同,b錯誤;

c、因為細胞6表達的基因在細胞1中都表達,而細胞6與細胞7中只有基因2都表達,所以功能最為近似和差異最大的細胞分別是l與6、5與7,c正確;

d、細胞分化過程中,由於基因選擇性表達,使不同細胞中rna不完全相同,導致細胞的形態和功能各不相同,d錯誤.

故選:c.

真核原核基因表達差異---論述級別的題目!救命啊! 80

4樓:兮兮瓤瓤

原核生物沒有內含子,dna複製和轉錄相對較容易也比較簡單,調控幾乎完全由基因上游的rna聚合酶結合位點控制;

而真核生物由於內含子的存在,有了「可變剪接」的可能,內含子也可以調控部分dna合成的問題,比如針對環境變化調整轉錄出的蛋白質的結構、組成等;

另外,真核原核生物的核糖體也是不一樣的,其中蛋白質和核糖體rna都有顯著的區別。

從mrna和蛋白水平來分析基因表達差異的方法有哪些

5樓:匿名使用者

基因的表達是dna-rna-蛋白,期間有轉錄水平調控、轉錄後調控、翻譯後調控等多種調控機制影響該基因的表達.所以蛋白水平高低的原因就可能是多方面的.蛋白表達多,可能是mrna多,也可能mrna變化不大,而是翻譯多了;蛋白表達少,原因亦然.

從2個水平檢測一個基因的表達,可以更全面地瞭解該基因在該組織某個時期或某種條件下的變化受到什麼水平的調控.

所謂基因表達,就是從dna到mrna再到蛋白的一個過程,基因表達水平一般是通過該基因轉錄的mrna的多少來衡量的.每個基因轉錄產生的mrna的量,是受到時空等多種因素調控的,個體在不同的生長髮育階段,或者不同的組織水平,基因轉錄出mrna的量都是不一樣的.例如,當某種植物長期生長在高鹽的環境裡,該植物體內與抗鹽相關的基因的表達量就會增加,以適應這種高鹽環境,是植物能夠生存下來,這時植物抗鹽相關的基因表達水平就相對高,希望我的回答能夠幫你弄清這個問題,

6樓:蒙慕隨以彤

mrna方面,可以做表達譜晶片,如果已經落實在某幾個基因上,則用rtpcr最好,當然現在也有原位做表達的一種新技術,不需要pcr過程。

蛋白水平方面,免疫印跡分析是最常用的,前提是抗體好使,其次現在也有蛋白晶片,原位的可以做免疫組化。

有人取同種生物的不同型別細胞,檢測其基因表達,結果如圖.下列有關圖示的分析正確的是(  )a.在基

7樓:百度使用者

a、蛋白質是生命活動的承擔者,合成場所是核糖體,而2基因在每種細胞中都表達,所以控制核糖體蛋白質合成的基因最有可能是基因2,故故a錯誤;

b、細胞呼吸酶基因屬於管家基因,在每種細胞中都表達,應是基因2,故b錯誤;

c、據圖分析,細胞1表達1-5基因,細胞6表達2-5基因,表達的相同基因最多,差異表達的基因最少,則細胞1和6中基因表達最相似,差異最大的是5和7,故c正確;

d、細胞分化的實質是基因的選擇性表達,使得不同細胞rna不完全相同,但管家基因,如呼吸酶基因等每個細胞都表達,故d錯誤.

故選:c.

用cuffdiff做差異基因表達,在基因這一欄有兩個或者三個基因的怎麼處理

8樓:楊風遊

基因表達差異的比較分析是在轉錄水平上鑑別組織或細胞間基因表達與否和基因表達量差異的技術 ,是揭示生物體發育和分化機理最有效的途徑 ,在疾病相關基因分離等研究領域有極廣泛的應用 ,是基因組學研究的核心領域之一。正確理解與合理組合利用已有的比較分析基因表達差異的技術是有效分離新基因的基礎。

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