隨著測序技術(shù)的不斷升級(jí)，RNA 測序（RNA sequenclng，RNA-Seq) 技術(shù)已經(jīng)成為轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的重要手段之一，通過高通量測序能夠快速地獲得某一物種特定組織或器官在某一狀態(tài)下的幾乎所有轉(zhuǎn)錄本序列信息，已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、臨床診斷和藥物研發(fā)等領(lǐng)域。同時(shí)轉(zhuǎn)錄組是連接基因組遺傳信息與生物功能的蛋白質(zhì)組的必然紐帶，轉(zhuǎn)錄組學(xué)也成為多組學(xué)聯(lián)合分析的萬金油。今天就為大家分享兩篇轉(zhuǎn)錄組學(xué)與基因組學(xué)聯(lián)合應(yīng)用的經(jīng)典高分文獻(xiàn)。

案例一

標(biāo)題：Genome- and Transcriptome-Wide Association Studies Provide Insights into the Genetic Basis of Natural Variation of Seed Oil Content in Brassica napus

全基因組和轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)研究為甘藍(lán)型油菜種子含油量的自然變異提供了遺傳基礎(chǔ)

期刊：Molecular Plant

影響因子：12.8

樣本：505 份甘藍(lán)型油菜群體的基因組重測序；309+274 份樣本轉(zhuǎn)錄組測序

該研究收集 505 份甘藍(lán)型油菜進(jìn)行重測序分析，獲得 10,620,048 個(gè)變異位點(diǎn)。結(jié)合種子含油量（SOC）性狀進(jìn)行 GWAS 分析，鑒定得到 27 個(gè)與含油量顯著相關(guān)的 QTL 位點(diǎn)。同時(shí)該研究還選取部分材料，對兩個(gè)發(fā)育階段（20DAF，309 份材料；40DAF，274 份材料）的種子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，并鑒定了基因表達(dá)與 SOC 之間的關(guān)聯(lián)性，分別在 20DAF 和 40DAF 材料中檢測到 605 個(gè)和 148 個(gè)與 SOC 顯著相關(guān)的候選基因。

由于作物的 LD 區(qū)間較大以及人工選擇等因素的影響，根據(jù) GWAS 分析結(jié)果，從 QTL 區(qū)間中定位致病基因往往比較困難。該研究基于多組學(xué)數(shù)據(jù)，整合 GWAS、TWAS 分析結(jié)果，對甘藍(lán)型油菜 SOC 相關(guān) QTL 區(qū)間的候選基因進(jìn)行優(yōu)先排序，在 qOC.A05.3 和 qOC.C05.3 區(qū)間發(fā)現(xiàn)了相同的致病基因 BnPMT6。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明 BnPMT6   負(fù)調(diào)控油菜含油量，與預(yù)測結(jié)果一致，基因表達(dá)分析暗示 BnPMT6   可能受到 LEC1 和 FUS3 兩個(gè)油脂合成關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控。

案例二

標(biāo)題：Identification of Novel CD74-NRG2α Fusion From Comprehensive Profiling of Lung Adenocarcinoma in Japanese Never or Light Smokers

從日本未吸煙者和輕度吸煙者的 LUAD 綜合概況中鑒定新型 CD74-NRG2α 融合蛋白

期刊：J Thorac Oncol

影響因子：12.46

樣本：125 例日本 LUAD 陰性患者進(jìn)行了全外顯子序列測定和 RNA 測序

本研究表明，應(yīng)用基因表達(dá)譜分析結(jié)果預(yù)測手術(shù)后患者預(yù)后具有一定價(jià)值，有意義基因突變的識(shí)別對日本肺腺癌患者靶向藥物的用藥的優(yōu)化具有重要意義。然而不同種族間肺腺癌（LUAD）分子結(jié)構(gòu)的差異尚待研究。研究者對來自亞洲的從不吸煙者或輕度吸煙者的 LUAD 進(jìn)行了分子分析，以發(fā)現(xiàn)這種獨(dú)特疾病實(shí)體的新的靶向突變和預(yù)后生物標(biāo)記物。在 88 例（70.4%）患者中發(fā)現(xiàn)了與癌癥基因組圖譜（TCGA）研究不同的特定熱點(diǎn)突變。還鑒定了 FGFR2 和 NRG2α 的兩個(gè)新融合?；?mRNA 表達(dá)譜而非基因突變譜的聚類可以預(yù)測患者的預(yù)后。在我們的隊(duì)列中，由三個(gè)基因集的表達(dá)所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分是一個(gè)對于總生存率和無進(jìn)展生存率很強(qiáng)的預(yù)后指標(biāo)，并通過 TCGA 隊(duì)列進(jìn)一步驗(yàn)證。在 996 例患者中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)因素的改變分布在所有組織學(xué)亞型中。原位腺癌被證實(shí)含有驅(qū)動(dòng)基因突變，提示這些改變是 LUAD 發(fā)病的早期事件。ERBB2 基因突變在年輕人中的代表性過高。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)與基因組學(xué)聯(lián)合分析不僅可以相互驗(yàn)證結(jié)果，還可以從因果層次縮小目標(biāo)基因數(shù)量，鎖定核心基因，實(shí)現(xiàn)從 SNP 到轉(zhuǎn)錄水平再到生物學(xué)功能的系統(tǒng)研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] Tang Shan,Zhao Hu,Lu Shaoping et al. Genome- and transcriptome-wide association studies provide insights into the genetic basis of natural variation of seed oil content in Brassica napus.[J] .Mol Plant, 2021, 14: 470-487.

[2] Kohsaka S ,  Hayashi T ,  Nagano M , et al. Identification of Novel CD74-NRG2α Fusion From Comprehensive Profiling of Lung Adenocarcinoma in Japanese Never or Light Smokers[J]. Journal of Thoracic Oncology, 2020, 15(6).