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Identifying genetic susceptibility to Aspergillus fumigatus infection using collaborative cross mice and rna-seq approach

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Animal Models and Experimental Medicine 2024年第1期7卷 36-47页

作者： Roa'a H.S.Yosief Iqbal M.Lone Aharon Nachshon Heinz Himmelbauer Irit Gat-Viks Fuad A.Iraqi Department of Clinical Microbiology and Immunology Sackler Faculty of MedicineTel-Aviv UniversityTel-AvivIsrael School of Molecular Cell Biology and Biotechnology George S.Wise Faculty of Life SciencesTel Aviv UniversityTel AvivIsrael Institute of Computational Biology Department of BiotechnologyUniversity of Natural Resources and Life SciencesMuthgasse 181190 ViennaAustria

Background:Aspergillus fumigatus(Af)is one of the most ubiquitous fungi and its infection potency is suggested to be strongly controlled by the host genetic back-ground.The aim of this study was to search for candidate genes associated with host susceptibility to Aspergillus fumigatus(Af)using an rnaseq approach in CC lines and hepatic gene expression.Methods:We studied 31 male mice from 25 CC lines at 8 weeks old;the mice were infected with Af.Liver tissues were extracted from these mice 5 days post-infection,and next-generation rna-sequencing(rnaseq)was performed.The GENE-E analysis platform was used to generate a clustered heat map matrix.Results:Significant variation in body weight changes between CC lines was ob-served.Hepatic gene expression revealed 12 top prioritized candidate genes differ-entially expressed in resistant versus susceptible mice based on body weight changes.Interestingly,three candidate genes are located within genomic intervals of the previ-ously mapped quantitative trait loci(QTL),including Gm16270 and Stox1 on chromo-some 10 and Gm11033 on chromosome 8.Conclusions:Our findings emphasize the CC mouse model's power in fine mapping the genetic components underlying susceptibility towards Af.As a next step,eQTL analysis will be performed for our rna-seq data.Suggested candidate genes from our study will be further assessed with a human cohort with aspergillosis.

关键词： aspergillus fumigatus infection collaborative cross(CC)mice gene expression profile gene-network host susceptibility quantitative trait loci(QTL)mapping rna-seq

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Revealing the role of honokiol in human glioma cells by rna-seq analysis

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BIOCELL 2024年第6期48卷 945-958页

作者： YUNBAO GUO XU LIU QI XU XIAOTONG ZHOU JIAWEI LIU YANYAN XU YAN LU HAIYAN LIU The Department of Neurosurgery First Hospital of Jilin UniversityChangchun130021China The Department of Anatomy College of Basic Medical SciencesJilin UniversityChangchun130021China The Third College of Clinical Medicine Jilin UniversityChangchun130021China

Background:Glioma is a kind of tumor that easily deteriorates and originates from glial cells in nerve tissue.Honokiol is a bisphenol compound that is an essential monomeric compound extracted from the roots and bark of Magnoliaceae plants.It also has anti-infection,antitumor,and immunomodulatory effects.In this study,we found that honokiol induces cell apoptosis in the human glioma cell lines U87-MG and U251-MG.However,the mechanism through which honokiol regulates glioma cell apoptosis is still unknown.Methods:We performed rna-seq analysis of U251-MG cells treated with honokiol and control cells.Protein-protein interaction(PPI)network analysis was performed,and the 10 top hub unigenes were examined via real-time quantitative PCR.Furthermore,MAPK signaling and ferroptosis were detected via western blotting.Results:332 differentially expressed genes(DEGs)were found,comprising 163 increased and 169 decreased genes.Analysis of the DEGs revealed that various biological processes were enriched,including‘response to hypoxia’,‘cerebellum development cellular response to hypoxia,’‘iron ion binding,’‘oxygen transporter activity,’‘oxygen binding,’‘ferric iron binding,’and‘structural constituent of cytoskeleton.’Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)pathway analysis revealed that the DEGs were enriched in the following pathways:‘mitogen-activated protein kinases(MAPK)’,‘Hypoxia-inducible factor 1(HIF-1)’,‘ferroptosis,’‘Peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR),’‘Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase(PI3K)-protein kinase B(Akt),’and‘phagosome.’Among these pathways,the MAPK signaling pathway and ferroptosis were veriﬁed.Conclusion:This study revealed the potential mechanism by which honokiol induces apoptosis and provided a comprehensive analysis of DEGs in honokiol-treated U251-MG cells and the associated signaling pathways.These data could lead to new ideas for future research and therapy for patients with glioma.

关键词： Human glioma Honokiol rna-seq Apoptosis Ferroptosis MAPK

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rna-seq analysis of a zebrafish caudal fin cell line in response to infection with spring viraemia of carp virus

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Aquaculture and Fisheries 2024年第2期9卷 181-192页

作者： Wenji Huang Ning Ji Xin Zhao Jiahong Guo Jianhua Feng Kangyong Chen Yaxin Wu Junya Wang Jun Zou Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources Ministry of EducationShanghai Ocean UniversityShanghai201306China International Research Center for Marine Biosciences Ministry of Science and TechnologyShanghai Ocean UniversityShanghai201306China National Demonstration Center for Experimental Fisheries Science Education Shanghai Ocean UniversityShanghai201306China Laboratory for Marine Biology and Biotechnology Qingdao National Laboratory for Marine Science and TechnologyQingdao266071China

A cell line,termed ZFIN,was established from the caudal fin of zebrafish and was shown to be susceptible to spring viremia of carp virus(SVCV).The ZFIN cells are epithelial like cells and have a moderate plasmid transfection efficiency of 13.9%.Using an rna-seq approach,differentially expressed genes(DEGs)regulated by SVCV were identified.Infection of SVCV gave rise to 3931 DEGs and up-regulated DEGs were mostly enriched into the biological regulation and cellular processes,among which pathways for the type I interferon signaling and the response to exogenous dsrna were the top two GO terms.Several KEGG signaling pathways including TLR signaling pathway,RLR receptor signaling pathway,cytosolic DNA-sensing pathway,NLR signaling pathway,cytokine-cytokine receptor interaction and ferroptosis were significantly enriched.Antiviral genes including ifnφ1,isg15 and mx were significantly up-regulated.In addition,key DEGs involved in autophagy were identified.The results indicate that the ZFIN cell line provides a useful in vitro tool for study on the gene functions and cellular responses to viral infection in fish.

关键词： Caudal fin cells SVCV rna-seq DEGs Innate antiviral response

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BSA-seq结合rna-seq技术挖掘大豆叶片提前黄化衰老基因

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作物学报 2024年第2期50卷 294-309页

作者：李世宽洪慧龙付佳祺谷勇哲孙如建邱丽娟哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江哈尔滨150025 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 呼伦贝尔市农业科学研究所内蒙古扎兰屯162650

大豆产量与其生殖生长的持续时间呈正相关,延缓其开花后叶片的衰老,提高其生理功能,有利于增加植物的粒重。叶片黄化是植物衰老的显著特征之一。关于在大豆鼓粒后期叶片黄化的研究鲜见报道。本研究对鼓粒后期叶片提前黄化突变体ly和野生... 详细信息

大豆产量与其生殖生长的持续时间呈正相关,延缓其开花后叶片的衰老,提高其生理功能,有利于增加植物的粒重。叶片黄化是植物衰老的显著特征之一。关于在大豆鼓粒后期叶片黄化的研究鲜见报道。本研究对鼓粒后期叶片提前黄化突变体ly和野生型ofc杂交组合进行遗传分析,结果表明,大豆鼓粒后期叶片提前黄化性状受单隐性核基因控制。通过BSA-seq在19号染色体得到一个2.23Mb的初定位区间,经开发标记图位克隆后将区间缩短至1.75 Mb,区间内有219个基因,再结合rna-seq分析,得到了区间内12个候选基因,其中有4个SNP变异基因和8个差异表达基因。本研究结果为大豆鼓粒后期叶片黄化衰老基因的克隆奠定了基础。

关键词：大豆突变体 BSA-seq rna-seq 图位克隆

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降低真菌rna-seq读长映射偏差的方法比较

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植物病理学报 2024年

作者：刘骏锋吴梦春许铭王光辉刘慧泉作物抗逆与高效生产全国重点实验室/西北农林科技大学植物保护学院

高通量测序为深入理解真菌的基因组学和转录组学提供了重要手段。然而，从rna测序(rna-seq)数据准确评估基因表达水平需要将短序列读长(reads)映射回它们在参考基因组中的准确位置。测序菌株通常与参考基因组菌株存在一定序列差异，由... 详细信息

高通量测序为深入理解真菌的基因组学和转录组学提供了重要手段。然而，从rna测序(rna-seq)数据准确评估基因表达水平需要将短序列读长(reads)映射回它们在参考基因组中的准确位置。测序菌株通常与参考基因组菌株存在一定序列差异，由于参考基因组在任何给定位置仅包含一种碱基信息，因此携带其它碱基信息的reads与参考基因组至少存在一个碱基错配，导致reads映射的过程中出现映射偏差。为了解决这一偏差，研究人员已经开发了多种软件和算法，然而这些方法是否适用于真菌rna-seq数据分析尚不明确。本研究以一种重要的植物病原真菌禾谷镰孢(Fusarium graminearum)为例，利用其模拟rnaseq数据和真实rna-seq数据，多方位评估了多种映射方法在处理reads中存在单核苷酸多态性(SNP)、rna编辑、测序错误等问题时的映射偏差和映射率，结果显示，基于vg软件构建的图形结构基因组方法表现最优。该方法的准确性对测序深度的要求较低，在显著降低多态性位点带来的映射偏差的同时，还可以提高reads映射率。本研究结果为复杂的真菌rna-seq数据分析提供了参考。

关键词： rna-seq 映射偏差图形结构基因组

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基于rna-seq分析大白猪和巴马香猪背最长肌组织基因表达差异

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中国畜牧杂志 2024年第2期60卷 208-214页

作者：韦茜尹雷国凤陈奎蓉黄志威蒋昱雯陈晓榕容宁陈钊徐玉培梁晶兰干球广西大学动物科学技术学院广西南宁530004 广西畜禽繁育与疾病防控重点实验室广西南宁530004 广西农业职业技术大学畜牧研究院广西南宁530010

以180日龄的大白猪(n=6)与巴马香猪(n=6)为研究对象,屠宰后测定肌内脂肪、肉色、嫩度、pH、滴水损失等肉质性状,采集背最长肌组织提取总rna,利用rna-seq技术鉴定大白猪和巴马香猪背最长肌组织中的表达差异基因及其功能富集通路。结果发... 详细信息

以180日龄的大白猪(n=6)与巴马香猪(n=6)为研究对象,屠宰后测定肌内脂肪、肉色、嫩度、pH、滴水损失等肉质性状,采集背最长肌组织提取总rna,利用rna-seq技术鉴定大白猪和巴马香猪背最长肌组织中的表达差异基因及其功能富集通路。结果发现,以大白猪为对照组,在巴马香猪和大白猪背最长肌组织中共鉴定到5 037个差异表达基因,其中有3 326个上调表达基因,1 711个下调表达基因。经过KEGG富集通路分析,发现巴马香猪和大白猪一共有168条显著富集通路,其中上调DEGs有92条富集路径,下调DEGs有76条富集路径;GO功能分析中上调表达基因富集到BP有3 058条、CC有413条、MF有559条,下调表达基因富集到BP有3 050条、CC有415条、MF有557条。大白猪与巴马香猪肉色的亮度L在45min时呈极显著差异;大白猪与巴马香猪之间的肌内脂肪、水分均呈现显著差异。本文对大白猪与巴马香猪肌内脂肪含量进行转录组测序分析,初步认为CAPN3、MTM1、TMOD4等基因在巴马香猪肉质中发挥重要作用。

关键词：巴马香猪大白猪 rna-seq 肉质性状

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基于rna-seq分析bdhA敲除对枯草芽孢杆菌产纳豆激酶和MK-7的影响

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微生物学报 2024年第7期 2394-2406页

作者：黄茜琳黄俊宝高旭丽罗雅妮陶伟郭明雨刘永圆吴晶吴超薛正莲陈宇刘艳安徽工程大学生物与食品工程学院安徽省工业微生物分子育种工程实验室

纳豆激酶(nattokinase, NK)具有多种生理功能，是治疗心血管疾病的理想药物。甲萘醌-7(menaquinone-7, MK-7)是人体不可缺少的脂溶性维生素之一，可预防骨质疏松和帕金森等疾病。【目的】提高枯草芽孢杆菌中NK和MK-7共同生产的产量，揭... 详细信息

纳豆激酶(nattokinase, NK)具有多种生理功能，是治疗心血管疾病的理想药物。甲萘醌-7(menaquinone-7, MK-7)是人体不可缺少的脂溶性维生素之一，可预防骨质疏松和帕金森等疾病。【目的】提高枯草芽孢杆菌中NK和MK-7共同生产的产量，揭示重组菌中共同生产NK和MK-7的机理，为MK-7和NK的生成提供新的代谢工程策略。【方法】以枯草芽孢杆菌为出发菌株，敲除2,3-丁二醇脱氢酶基因(bdhA)，构建一株能增加NK和MK-7共同生产的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 168-ΔbdhA。利用rna-seq分析NK和MK-7合成途径关键酶编码基因的变化，总结NK和MK-7共同生产的机制。【结果】与原始菌株相比，Bacillus subtilis 168-ΔbdhA中2,3-丁二醇含量降低64.0%，为2.76 g/L。NK和MK-7的产量较原始菌株提高30.0%和60.0%。rna-seq分析表明，中心碳代谢、氧化磷酸化和NK及MK-7合成等过程相关的基因表达存在差异。NK负调控因子codY下调2.19倍。在蛋白质分泌途径中，secA下调0.37倍，tatAD和tatC分别上调2.81倍和0.50倍。【结论】bdhA的敲除阻断了2,3-丁二醇的碳通量，促进甘油的吸收，碳通量更多地流向NK和MK-7的合成途径。负调控因子codY的下调促进NK转录，蛋白转运相关途径基因的上下调促进MK-7的胞外分泌，从而实现其产量的增加。

关键词：枯草芽孢杆菌纳豆激酶甲萘醌-7 2,3-丁二醇脱氢酶 rna-seq

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基于rna-seq探究蔗糖影响黑果枸杞枝刺发生的机理

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经济林研究 2024年第1期42卷 126-139页

作者：乔杨刘雯李璐佳孙丽丽王钦美沈阳农业大学林学院辽宁沈阳110866 沈阳农业大学辽宁省林木遗传育种与培育重点实验室辽宁沈阳110866 长春吉大附中实验学校吉林长春130000

【目的】黑果枸杞Lycium ruthenicum是集生态、经济和药用价值等为一体的灌木。然而,其密集的枝刺严重阻碍其作为经济林推广,本研究旨在探究蔗糖(Suc)促进黑果枸杞(黑杞)枝刺的发生机理,为培育其无刺优良品种提供依据。【方法】在证明Su... 详细信息

【目的】黑果枸杞Lycium ruthenicum是集生态、经济和药用价值等为一体的灌木。然而,其密集的枝刺严重阻碍其作为经济林推广,本研究旨在探究蔗糖(Suc)促进黑果枸杞(黑杞)枝刺的发生机理,为培育其无刺优良品种提供依据。【方法】在证明Suc通过能量和信号路径促进黑杞枝刺发生的基础上,利用rna-seq对无刺茎顶芽(TleCK)、有刺茎顶芽(ThoCK)、黑暗处理的有刺茎顶芽(ThoDCK)、减少内源Suc处理后有刺变无刺茎顶芽(TleDPL)和喷施外源Suc后无刺变有刺茎顶芽(ThoSuc)5种样品的差异表达基因(DEG)和叶绿体差异基因(cpDEG)进行筛选和分析,并采用RT-qPCR验证了9个DEG的表达情况。【结果】5组有刺和无刺材料顶芽之间(ThoCK vs.TleCK、ThoCK vs.TleDPL、ThoDCK vs.TleDPL、TleCK vs.ThoSuc和TleDPL vs.ThoSuc)的DEG分别为5281、4363、3125、5226和3278个,这5组DEG共同显著富集在9个GO条目和4个KEGG通路(“类黄酮生物合成”“二萜生物合成”“苯丙烷生物合成”、“芪类、二芳基庚烷和姜辣素生物合成”)。韦恩图显示5组比较组共有的DEG是196个,其中33个被预测为转录因子基因,较多转录因子基因被预测为NAC和WRKY家族。5组比较组有3个共有DEG注释在植物激素信号转导KEGG通路,分别参与生长素、茉莉酸和水杨酸信号传导。3个关键有刺和无刺比较组(ThoCK vs.TleCK、ThoCK vs.TleDPL和TleCK vs.ThoSuc)中共有2个DEG被预测为TCP转录因子基因,这3个比较组均有cpDEG被注释到光合作用KEGG通路。9个DEG的RT-qPCR验证了rna-seq结果的可靠性。【结论】Suc可能通过影响生长素、茉莉酸和水杨酸信号传导以及赤霉素合成基因表达来促进黑杞枝刺发生,枝刺发生也可能与类黄酮积累和木质素减少有关,而且增施外源和减少内源Suc并非通过简单地逆转cpDEG的表达来影响枝刺发生。注释到WRKY、TCP和NAC转录因子家族的共有DEG可能是调控枝刺发生的关键基因。本研究建立了Suc影响黑杞枝刺发生的机理模型图。

关键词：黑果枸杞顶芽枝刺 rna-seq 蔗糖

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基于rna-seq对复合益生菌作用于肉鸡回肠中新转录本预测及可变剪接、SNP分析

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中国饲料 2024年第3期 20-27页

作者：曹威荣王燕飞张若男贾浩刘璇张利环朔州职业技术学院山西朔州036002 山西农业大学生命科学学院山西晋中030801

为分析复合益生菌饲喂肉鸡回肠转录组中的新转录本预测、可变剪接事件和SNP,选择200只1日龄黄麻肉鸡随机分为2组,每组5个重复,每个重复20只。对照组正常饮水,益生菌组饮用水中补充1%复合菌制剂,试验分为生长前期(1~21 d)、后期(22~42 d... 详细信息

为分析复合益生菌饲喂肉鸡回肠转录组中的新转录本预测、可变剪接事件和SNP,选择200只1日龄黄麻肉鸡随机分为2组,每组5个重复,每个重复20只。对照组正常饮水,益生菌组饮用水中补充1%复合菌制剂,试验分为生长前期(1~21 d)、后期(22~42 d)两个阶段。42日龄时进行肉鸡屠宰试验,取对照组和益生菌组回肠各3个样本进行转录组测序。对测序数据进行分析,共发现1047个新基因,20176个新转录本,276个新基因在GO数据库中得到归类注释。对转录组数据进行可变剪接分析,外显子跳跃(SE)占可变剪接类型的比例最高,共筛选到1131个显著的差异剪接基因,在外显子跳跃(SE)、第一个外显子可变剪接(A5SS)、最后一个外显子可变剪接(A3SS)、外显子选择性跳跃(MXE)、内含子滞留(RI)事件中鉴定到的差异剪接基因数分别为588、139、176、136、92。对获得的差异剪接基因进行GO富集分析,主要富集在代谢和免疫GO term。KEGG富集到了胞吞作用、MAPK信号通路等。在各样品中大多数碱基取代均为转换大于颠换,其中转换单核苷酸多态性(SNP)所占百分比为73.53%~73.94%;颠换型SNP所占百分比为26.05%~26.47%。试验对对照组、益生菌组肉鸡的回肠进行了rna-seq测序分析,为发掘复合益生菌作用于肉鸡回肠中的可变剪接事件提供基础,为进一步了解复合益生菌作用于肉鸡回肠中新转录本的发现和SNP位点提供了数据支撑。

关键词：肉鸡 rna-seq 新转录本 SNP 可变剪接

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基于rna-seq探讨清解化攻方干预重症急性胰腺炎大鼠肠屏障损伤的潜在作用机制

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海南医学院学报 2024年

作者：朱晓东陈国忠卢洁冯敏超唐曦平刘锟荣广西中医药大学广西中医药大学第一附属医院广西医科大学附属肿瘤医院广西中医药防治医学分子生物重点实验室

目的：采用高通量rna-seq探讨清解化攻方干预重症急性胰腺炎大鼠肠屏障损伤的潜在作用机制。方法：采用逆行胰胆管注射牛黄胆酸钠方法建立SAP模型，HE观察空白组、模型组、中药组大鼠胰腺和回肠组织病理改变情况，ELISA法检测大鼠血清... 详细信息

目的：采用高通量rna-seq探讨清解化攻方干预重症急性胰腺炎大鼠肠屏障损伤的潜在作用机制。方法：采用逆行胰胆管注射牛黄胆酸钠方法建立SAP模型，HE观察空白组、模型组、中药组大鼠胰腺和回肠组织病理改变情况，ELISA法检测大鼠血清血淀粉酶、脂肪酶、DAO、内毒素水平；rna-seq测序检测各组大鼠回肠组织差异性表达基因，筛选清解化攻方干预重症急性胰腺炎大鼠肠屏障损伤的核心基因、生物学功能及信号通路。结果：与空白组比较，模型组大鼠胰腺和回肠组织均有明显的病理改变，经清解化攻方干预得到显著改善; ELISA结果提示清解化攻方能够显著改善SAP大鼠血清淀粉酶、脂肪酶、DAO、内毒素含量（Prna-seq结果显示SAP组与BG组差异基因有2623个，经QJHGD处理后表达明显下调的基因有175个，主要有Tnip3、Lpo等，而上调的基因有320个，主要有aicda、Tnn等，参与调节氧化应激等生物过程，并干预TJ、细胞凋亡、Toll样受体、NOD样受体、NF-κB等多条信号通路而发挥作用。结论：清解化攻方可能通过调节Tnip3、aicda等关键基因及调控TJ、细胞凋亡、Toll样受体等多条信号通路起到抑制重症急性胰腺炎肠屏障损伤作用。

关键词： rna-seq 重症急性胰腺炎肠屏障损伤清解化攻方

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