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Update | 多组学产品重磅升级!

  • 发布时间:2020-09-17 15:58
  • 访问量:0

【概要描述】迈维代谢多组学产品限时升级,升级期间所有联合分析免费送。

Update | 多组学产品重磅升级!

【概要描述】迈维代谢多组学产品限时升级,升级期间所有联合分析免费送。

  • 分类:迈维动态
  • 作者:小维
  • 来源:
  • 发布时间:2020-09-17 15:58
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Update | 多组学产品重磅升级!

(本文转自“迈维代谢”公众号,点击标题即可查看原文)

一. 多组学介绍

 

动植物的生长发育过程遵循着中心法则,从遗传信息的储存者DNA开始。DNA转录成RNA是基因表达的过程,蛋白质是RNA翻译的产物。多数的酶是蛋白质,代谢物是蛋白酶在代谢过程中的产物。


随着高通量技术的发展,研究人员可以在不同的分子水平上量化细胞的变化。

 

基因组,研究基因的结构变异,包括SNP,CNV,Indel等等。

 

转录组,研究不同材料,不同发育阶段,不同组织转录因子调节,基因表达差异。

 

蛋白质组,研究RNA翻译后的蛋白的表达差异及修饰变化。

 

代谢组,研究蛋白酶在代谢过程中的产物变化,代谢物是基因突变-转录-翻译的终产物,是基因与表型的桥梁。

 

单一组学研究困扰

基因组,转录组,蛋白质组,代谢组等单一组学分析方法可以动植物生长发育过程总比较活跃的生物学过程信息。但是生命系统是多组分互相联系的有机体,是高度复杂的庞大系统,单一组学的研究只能识别单一的变化,不能发现导致变化的原因,也无法研究复杂生物过程的相关联系。需要从多层次和多因素相互作用的全局性角度进行整合研究,才能完整地认识和揭示生命的复杂生理活动。

 

系统生物学研究与多组学技术

系统生物学是通过整合生物系统中诸多相互联系和作用的组分来研究复杂生物过程的机制,即研究生物系统中所有组成成分(基因、RNA、蛋白质和代谢产物等)的构成以及在特定条件下这些组分间的相互作用和关系,并分析生物系统在某种或某些因素干预扰动下在一定时间内的动力学过程及其规律。系统生物学研究为生命科学的研究提供了新思路。高通量的多组学(Miti-Omics)技术为系统生物学提供了海量的实验数据和先进的技术方法。

 

多组学:将不同组学(如基因组、转录组、蛋白组或代谢组)的数据加以整合分析,对生物样本进行系统研究,实现从原因和结果两个层面探究生命现象的分子本质。

 

 

在生物学的领域中,广泛应用到了“多组学”的研究方法,包括基因组,转录组,蛋白质组,代谢组的两两或者两种以上的组学研究。

 

二.多组学研究领域

 

三.迈维代谢多组学产品重磅升级

 

迈维代谢多组学产品

 

在原有转录+代谢基础上,升级为转录+代谢,转录+蛋白,蛋白+代谢,转录+蛋白+代谢。多种组学数据系统整合,从原因到结果全方位解析动植物生长发育变化,为不同需求老师提供多个产品,多种研究思路。

 

四.转录组+蛋白质组+代谢组联合分析

 

01、KEGG通路分析

 

分别将差异基因,差异蛋白,差异代谢物进行KEGG通路注释,共分析三个组学的数据在通路上的整体联系,并且将3个组学数据进行KEGG富集分析,筛选与研究目的相关通路。

 

                                   转录组,蛋白组,代谢组KEGG通路注释

 

转录组,蛋白组,代谢组KEGG通路富集分析

转录组,蛋白组,代谢组KEGG通路富集分析

 

02、相关性分析

 
相关性聚类热图

相关性聚类热图

注:差异基因与差异蛋白分别与差异代谢物基于皮尔逊相关性进行计算,绘制相关性聚类热图。其中正相关性越强,颜色越红,负相关性越强,颜色越绿。

 

相关性网络图

相关性网络图

注:通过网络图展示基因,蛋白,代谢的相关关系。图中代谢物用绿色方形标出,基因用红色圆形标出,蛋白用蓝色三角形标出。实线代表正相关,虚线代表负相关。

 

03、典型相关分析(CCA)

 

利用综合变量对之间的相关关系来反映不同指标之间的整体相关性的多元统计分析方法。对候选的差异基因,差异蛋白,差异代谢物进行 CCA(canonical correlation analysis) 分析。十字将整个区域分成四部分,在同一个区域内,距原点越远,相互距离越近,关联性越高。代谢物标注为紫色,基因标注为红色,蛋白标注为蓝色。

 

典型相关分析(CCA)

 

五.多组学文献分享

 

文章一:蛋白+代谢

 

 联合代谢组和蛋白组解析苹果果皮成熟期间的海拔激活调控机制(点击标题可查看原文精读链接)

 

期刊:Horticulture Research

发表时间:2020.08

IF:5.404

 

研究背景

苹果(Malus x domestica Borkh)因广泛的气候适应能力成为世界上种植面积最大的果树之一。一些环境因素在不同的海拔位置发生了改变,比如昼夜温度、紫外线辐射和光强,甚至是所有这些参数的组合,所以沿海拔梯度生长的苹果果实是研究环境对发育和成熟过程影响的良好资源。虽然已有研究表明温度和光照是影响苹果红色果皮形成的最关键的环境因素,但关于果皮成熟与海拔变化的多组学研究尚未开展。因此在本研究中,利用代谢组学和蛋白质组学的综合分析,旨在全面了解生长在低海拔(20米)和高海拔(750米)两个不同高度的富士苹果(“Fujiku”)果皮组织成熟过程的表达模式。

 

研究思路:

 

研究结论:

高海拔生长的苹果果皮中,花青素和其他酚类化合物含量均有所增加。此外,在高海拔环境中,各种碳水化合物(如阿拉伯糖、蔗糖)丰度较高,而谷氨酸和几种相关蛋白含量较低。其他受高海拔影响的过程还包括TCA循环、氧化/防御酶的合成和光合蛋白的积累。根据所获得的数据,本研究构建了一个代谢蛋白网络,描述海拔对果皮成熟的影响。在此提出的综合分析为苹果皮的成熟与当时的环境条件之间的生理过程提供了新的见解。

 

文章二:蛋白+代谢

 

综合代谢组学和蛋白质组学方法研究As (V)对石斑鱼幼鱼的毒理学作用

 

期刊:Environmental Pollution

发表时间:2019.12

IF:6.792

 

研究背景

砷(As)是海洋环境中普遍存在的一种金属元素,其潜在毒性引起了世界范围内的广泛关注。砷可引起动物体内脂质代谢紊乱、免疫系统功能紊乱、氧化应激和癌变等多种不良反应。这些已经在多种生物体中得到了很好的证明。系统生物学中的组学方法,如转录组学、蛋白质组学和代谢组学,被提出用于监测陆地或海洋生态系统,这些方法已被用于阐明有毒物质对生物体的潜在毒性。在金属污染评估中,鱼类被认为是水生系统中重要的生物因子。石斑鱼被广泛用作海洋生态毒理学实验动物。

 

研究思路

 

 

研究结论

在本研究中,在代谢产物和蛋白质水平上,以环境相关浓度(5和50ug/L)As (V)暴露14天的石斑鱼幼鱼的毒理学效应被鉴定。As显著影响石斑鱼幼鱼的多种生物过程,如糖酵解、线粒体能量代谢、脂质和氨基酸代谢以及Ca2+信号通路的调控。尽管这两种剂量的As在石斑鱼幼鱼中引起了一些类似的效应,但从代谢组学和蛋白质组学特征上也可以清楚地观察到这两种As处理之间的差异。特别是在As处理组低浓度(5ug/L)时,更多的DEPs被改变,这说明低剂量As可以激活岩石鱼幼鱼的生理变化来抵消不利情况,而高剂量As(50ug/L)诱导逃避应激情况。本研究表明,结合蛋白质组和代谢组学分析可以从分子水平上直观地了解环境金属污染对海洋鱼类的影响。

 

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