ngs数据分析结果只占一篇science文章的一张大图的3张子图

了解science杂志的都知道,发表在上面的研究文章通常只有4张figures,不过每一张图其实是多张子图的合并,而我今天要介绍的文章就很有趣,本来应该是纯粹的湿实验文章,但是却引入了ngs数据,虽然只占版面的一张大图的3张子图!

保持遗传稳定性的两个关键机制包括DNA损伤修复 (调控基因组稳定性)以及有丝分裂检测点(调控染色体组稳定性)。

ATR蛋白是一个与ATM 相关的调控DNA损伤修复的主要蛋白激酶,在DNA复制过程中ATR的丢失会增加S期的基因组不稳定性并影响随后的有丝分裂。

FOXM1这个转录因子在大部分癌症是高表达的,也有文献表现它的高表达量加速了细胞分裂。

背景知识

细胞周期检查点

细胞周期检查点 (checkpoint)是细胞周期(cell cycle)中的一套保证DNA复制和染色体(chromosome)分配质量的检查机制,是一类负反馈调节机制。当细胞周期进程中出现异常事件,如DNA损伤或DNA复制受阻时,这类调节机制就被激活,及时地中断细胞周期的运行。待细胞修复或排除故障后,细胞周期才能恢复运转。

根据在细胞周期(cell cycle)中的时间顺序,可将checkpoint分为三类 ,G1/S, G2/M, and metaphase/anaphase transitions.

  • 1:G1期 (Restriction) Checkpoint
  • 2:G2 Checkpoint
  • 3:Metaphase Checkpoint (细胞分裂期,M期)

也就是说,从S(DNA合成期)到 G2(DNA合成后期)的调控目前是不清楚的。

细胞有丝分裂周期

有丝分裂(mitosis)又称为间接分裂,分裂具有周期性,即连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止细胞周期细胞周期,从形成子细胞开始到再一次形成子细胞结束为一个细胞周期。在有丝分裂期间,细胞会将其复制的基因组分成两个相同的子细胞。 这个过程必须毫无错误地进行,否则就会出现增殖性疾病(例如癌症)。 一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。

  • 分裂间期分G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期) 期,分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长(这两个阶段所占的时间相差较大,一般分裂间期大约占细胞周期的90%-95%;分裂期大约占细胞周期的5%-10%。细胞种类不同,一个细胞周期的时间也不相同。)
  • M期,即分裂期又分为分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。细胞在分裂之前,必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个过程。有丝分裂是一个连续的过程按先后顺序划分为间期、前期、中期、后期和末期五个时期,在前期和中期之间有时还划分出一个前中期。

与有丝分裂有关的细胞器

  • 中心体——与纺锤体的形成有关;
  • 线粒体——与提供能量有关 ;
  • 高尔基体——与植物新形成的细胞壁有关;
  • 核糖体——与全过程需要的蛋白质合成有关,主要与间期进行的DNA复制需要的蛋白质有关;
  • 纺锤体——纺锤体是产生于细胞分裂前初期到末期的一个特殊细胞器。

有丝分裂相关基因

在 Gene Ontology (Gene Ontology Consortium) 数据库有注释这个功能相关基因集,属于C5_BP: Archived GO biological process

  • http://amigo.geneontology.org/amigo/term/GO:0007067
  • http://software.broadinstitute.org/gsea/msigdb/cards/MITOSIS

主要基因有:

基因组稳定性维持是一切生命活动的基础,然而,多种外源和内源因素作用下产生的广泛DNA损伤和复制压力,构成了基因组不稳定的主要来源。ATR激酶负责启动细胞对基因组不稳定的响应和修复,一旦感应到DNA损伤和复制叉压力会迅速活化,直接磷酸化细胞内超过1000个重要底物(包括抑癌基因p53编码蛋白、细胞周期调控蛋白等),全局性地调控基因组的稳定。ATR及其参与的信号通路对基因组稳定,肿瘤的发生、发展和治疗至关重要。

  • https://ghr.nlm.nih.gov/gene/ATR
  • https://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=ATR

转录组数据

文章里面写到了,数据上传到了GSE116131,如下:

实验设计的很好,随意进入一个组,GSM3209418可以看到都是3个测序数据的:Runs: 3 runs, 121.5M spots, 18.5G bases, 7.2Gb

Run

# of Spots

# of Bases

Size

Published

SRR7407856

43,592,841

6.6G

2.6Gb

2018-11-17

SRR7407857

38,547,706

5.9G

2.3Gb

2018-11-17

SRR7407858

39,364,753

6G

2.4Gb

2018-11-17

转录组数据分析流程算是中规中矩,如下:

作者公布了其分析后的表达矩阵,同时也有测序数据,所以如果自己想对这个数据集做一下超出基因表达量的其它分析,可以考虑下载原始数据自己走一波分析,数据如下;

各种配对的差异分析后,作者展现的是热图,但不是表达量热图,而是差异倍数的热图,通过python脚本聚类后把1767个显著差异基因分成5组。

其中一个差异分析结果,作者还把火山图展示了一下:

作者最关心的是第五组,进行GO注释分析其功能是细胞有丝分裂相关的 :

为了说明第5组基因的特别之处,作者根据背景知识,去ENCODE数据库里面挑选了一下公共CHIP-seq数据集来展示:

当然,RNA-seq这样的转录组数据,最后是少不了RT-qPCR这样的实验验证。

点评

本研究既然发表在science杂志,科研水平那必须是值得肯定的,其实本来是纯粹的各种各样的传统分子细胞生物学湿实验组合即可,但是研究团队仍然是引入了RNA-seq这样的测序数据,虽然分析很普通,而且测序数据结果分析只占用了全文不到5%的篇幅,但仍然是一个很好的兆头,可以这样说,以后的生物学研究终于要走入正轨了,全面信息化!

可以这么说,以后那些没有生物信息学数据分析的生物学研究是不完整的。

原文发布于微信公众号 - 生信技能树(biotrainee)

原文发表时间:2018-11-26

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏大数据文摘

DNA存数据,可存2000年

17630
来自专栏知晓程序

好看又好玩!这些优质小程序,让你的周末绝不无聊 | 晓榜 #26

如何能够快速地提取这些信息?这款智能的文字识别小程序,可以帮你识别图片中的文字,解放你的双手。

11220
来自专栏思影科技

AJP:使用ASL灌注导向的经颅磁刺激治疗强迫症

来自瑞士伯尔尼大学校医院的一项报告表明,对左DLPFC施加ASL导向的经颅磁刺激(rTMS),明显改善了一位OCD患者的症状。该报告发表在American Jo...

39270
来自专栏新智元

《三体》编审执行人体冷冻手术,理论与技术解析

“妈妈,你沉睡在大地零下 100 多度的低温里。再见面,最短也是 50 年以后。虽然这是科学家给出的预言,预言也有可能落空,实验也可能失败。但,总还有希望不是吗...

29540
来自专栏deed博客

一面颜值,一面实用,酷比魔方iwork1X试用

16730
来自专栏互扯程序

那些只有程序员才能看懂的搞笑段子

植物人 程xx遭遇车祸成植物人,医生说她活下来的希望只有万分之一,唤醒更为渺茫。她的同事和亲人没放弃,并根据程xx对testing痴迷的作风,每天都在她身边念:...

44750
来自专栏花叔的专栏

为了学习小游戏开发,我做了个坦克大战

话说,花叔以前没怎么做过游戏,但自从微信说要做小游戏时,花叔就开始研究,终于在今年外部可发布小游戏时上线了个人的一款小游戏: 想要绑定的公众号,可以直接添加ap...

1K170
来自专栏机器人网

只要改变温度,新型机器人就能全速前进

机器人通常需要供电才能运动,没有电就意味着没有运动,不过,加州理工学院和苏黎世联邦理工学院的工程师已开发出能够在不使用任何电机、伺服系统或电源的情况下自行推进的...

9630
来自专栏机器人网

无节操!DIY一个“好色”机器人,帮你搭讪美女鲜肉

遇见大牛,爱抱大腿不是一件坏事,然而如果是一个爱抱大腿的机器人呢?NoodleFeet的主要功能就是寻找周围人的大腿,然后冲上去抱大腿。 除了走路,Noodle...

32460
来自专栏镁客网

“战斗民族”研制出新材料,加快航天器高效热电发生器的材料获取

19540

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券