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姚永剛團隊發布最新版樹鼩基因組注釋
2021-09-29 來源:動物模型與人類疾病機理重點實驗室 作者:葉茂森
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  樹鼩是一種與實驗大鼠差不多大小的小型哺乳動物,是靈長類的近親。由于其繁殖周期短(約6周),飼養成本低,單胎産仔數較高(每胎2-5只)等特點,在某些方面可望替代非人靈長類用于生物醫學研究和應用。目前,樹鼩已被用于感染性疾病如新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)、乙型肝炎、丙型肝炎、疱疹病毒感染、禽流感病毒感染等模型创建,是研究视觉系统与功能的很好的动物。来自正规彩票网站的姚永刚团队和合作者,对树鼩开展了长期而深入的研究,先后完成了树鼩高质量基因组分析、树鼩转基因技术突破、树鼩免疫遗传特性解析、树鼩研究资源如永生化细胞系构建等工作,拓展了人们对于这一新型实验动物的认识。 

  爲了解決樹鼩用于疾病動物模型創建時缺少基因組等遺傳信息的問題,姚永剛團隊和合作者先後發布了第一版樹鼩基因組(KIZ version 1: TS_1.0)和第二版樹鼩基因組(KIZ version 2: TS_2.0)序列,並建立了首個樹鼩基因組數據庫(http://www.treeshrewdb.org/),實現了樹鼩基因組數據的自由訪問和共享,很好地促進了樹鼩研究領域的發展。近期,該團隊成員利用三代轉錄組(Long-read isoform sequencing, ISO-seq)測序技術測定了樹鼩各組織的全長轉錄組,獲得精確的樹鼩轉錄本結構。結合涵蓋多種生理和病理狀態下的樹鼩組織與細胞的轉錄組數據,完善了樹鼩基因組編碼基因以及長非編碼RNALong non-coding RNA, lncRNA)基因的注釋,得到第三版樹鼩基因組的注釋(KIZ version 3: TS_3.0)。新注釋的編碼RNA轉錄本和lncRNA轉錄本,提供了一個更爲全面可靠的樹鼩基因組注釋信息。基于這些全面的注釋信息,他們對樹鼩lncRNA以及mRNA的基本序列特征以及表達特征進行了研究,發現樹鼩lncRNA的外顯子數量小于mRNAlncRNA轉錄本長度短于mRNAlncRNA表達水平低于mRNA,這些特征也符合其他物種中的相關報道。進一步分析顯示,TS_3.0是目前最爲完整的樹鼩基因組注釋,樹鼩各組織均有較高的基因表達特異性以及可變剪切特異性,可能與各器官執行的功能有關。 

  對包括人類、猕猴、樹鼩和小鼠4種哺乳動物的組織轉錄組相似度比較發現,樹鼩相較于小鼠都與靈長類動物更加接近。同時,阿爾茲海默症(Alzheimer’s disease)、帕金森綜合症(Parkinson’s disease)13個通路中,樹鼩相關基因與人類同源基因的相似度均高于小鼠相關基因與人類同源基因的相似度,這些基因在大腦中的表達模式也與人類更加接近,說明樹鼩比小鼠更適合作爲上述疾病的動物模型。利用新的注釋信息,他們分析了樹鼩細胞和組織在多種病毒感染下的基因差異表達情況,發現在病毒感染相關轉錄組數據中,TS_3.0中新注釋出的富嘌呤元件結合蛋白APurine rich element binding protein A, PURA)和新鑒定到的樹鼩特異性STT3B家族成員表現出顯著的差異表達,提示在病毒感染過程中發揮重要的作用。 

  上述研究工作以“Comprehensive annotation of the Chinese tree shrew genome by large-scale RNA sequencing and long-read isoform sequencing”爲題,發表在動物學領域一區期刊《Zoological Research》(論文链接:http://www.zoores.ac.cn/article/doi/10.24272/j.issn.2095-8137.2021.272)。姚永刚团队的博士研究生葉茂森与张金燕硕士为该論文的共同第一作者,姚永刚研究员为通讯作者。该研究工作得到正规彩票网站呂龍寶正高級工程師和中國農業科學院蘭州獸醫研究所朱啓運研究員的大力幫助。該研究得到國家自然科學基金委、中國科學院與雲南省的資助。 


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