近期，安诺基因不断收到多位合作客户文章见刊的喜讯！转录组累计发文9篇，发表期刊涵盖Nature Genetics、Science Advances、Brain等高水平学术期刊，总影响因子72.778，平均影响因子高达8.09。科研成果的产出，是对老师们科研工作的认可，也是对安诺基因认真、专业的服务态度的褒奖。安诺基因转录组科研团队将继续用专业的分析服务回馈广大科研合作伙伴！

注：上表格文章按发文时间先后排序

以下是小编选取的5篇文章和大家进行分享，让小伙伴们更深入地了解RNA-seq测序技术的应用。

A transcriptomic regulatory network among miRNAs, piRNAs, circRNAs, lncRNAs and mRNAs regulates microcystin-leucine arginine (MC-LR)-induced male reproductive toxicity

发表期刊：Science of the Total Environment

合作单位：南京大学

IF：4.61

前期研究表明，微囊藻毒素-亮氨酸精氨酸（MC-LR）引起的急性和慢性生殖毒性都可导致雄性小鼠精子质量下降和睾丸结构受损。文章采用全转录组测序技术深入探讨慢性低剂量MC-LR处理对小鼠睾丸组织中RNA网络调控的影响。

用低剂量MC-LR处理的小鼠睾丸组织和对照组分别进行全转录组测序分析（由安诺基因完成），鉴定出1,091个mRNA，21个miRNA，644个piRNA，278个circRNA和324个lncRNA在用MC-LR处理的睾丸组织中表达量显著改变。之后通过GO富集分析，确定差异表达基因的生物学功能；最终构建一个竞争性内源RNA（ceRNA）网络调控关系，并利用MiRanda预测表达变化的RNA功能。研究发现miRNAs、piRNAs、circRNAs、lncRNAs和mRNAs的潜在网络调控对睾丸组织中MC-LR的细胞毒性具有重要影响，为MC-LR诱导的男性生殖毒性的诊断和治疗策略的发展提供了新视角。

图1 MC-LR诱导后差异表达基因ceRNA调控网络图^[1]

发表期刊：Journal of Endocrinology

合作单位：吉林大学

IF：4.012

本研究利用circRNA测序技术（由安诺基因完成）在未成熟(D15)和成熟(D120)大鼠垂体前叶中鉴定出4,123个circRNA，发现32个circRNA在两组间差异表达，并进行了功能富集分析。随机选择8个高表达circRNA进行qPCR表达水平验证。另外，在53个circRNA和57个miRNA之间预测到90个相互作用关系。研究发现，circ_0000964和 circ_0001303可能是作为miRNA海绵体调控Fshb基因。circRNA在未成熟和成熟大鼠垂体前叶中的表达谱可为circRNA在哺乳动物发育和繁殖中的作用研究提供更多的参考信息。

图2 成熟和未成熟大鼠垂体前叶中circRNA的表达模式分析结果^[2]

发表期刊：Science Advances

合作单位：复旦大学

IF： 11.511

本研究采用转录组测序（由安诺基因完成）等技术发现Bach1在维持人胚胎干细胞自我更新中发挥着重要的作用，Bach1蛋白可以和多能性因子Nanog、Sox2和Oct4相互作用，并通过招募去泛素化酶USP7维持多能性因子的蛋白质稳定性。在人胚胎干细胞中敲除Bach1基因可促进干细胞向中胚层和内胚层分化，促进心血管前体细胞的分化。

研究首次证实Bach1蛋白在组蛋白甲基化修饰方面发挥着独特的作用，是一种新的表观遗传调控因子。Bach1是干细胞维持自我更新和决定谱系分化中的关键调控因子，在中胚层和心血管早期分化过程中起重要作用，有可能成为干细胞治疗心血管疾病的新靶标。

Bach1是多梳蛋白抑制性复合体2（PRC2复合体）的一个新成员，调控组蛋白赖氨酸三甲基化（H3K27me3）的修饰，抑制中胚层和内胚层分化基因的转录。此外，Bach1还抑制Wnt/β-catenin 和Nodal/Smad2/3 信号通路，抑制人胚胎干细胞向中胚层和内胚层的分化。

图3 Bach1在维持hESC自我更新和抑制中内胚层分化中起重要作用模式图^[3]

发表期刊： Brain

合作单位：中国科学院上海生命科学研究院

IF：10.848

最近研究表明RNA代谢失调与肌萎缩侧索硬化的发病机制有关。文章借助转录组测序技术（由安诺基因完成）分析发现C9orf72 六核苷酸重复序列可以抑制一条称为无义介导的mRNA降解（NMD）通路。然后在细胞、果蝇、小鼠等实验模型中运用多种方法对这一结论进行验证，发现C9orf72双肽重复序列可以抑制NMD（NMD是细胞中清除有害、错误RNA产物的一种监测及防御机制），因此，作者尝试激活NMD通路来阻碍C9orf72重复序列的神经毒性并检验NMD作为药物靶点的可能性。在细胞和果蝇模型中增加NMD通路的核心蛋白UPF1的表达可以有效阻碍C9orf72重复序列的神经毒性。此外，通过对一些潜在的NMD激活剂进行反复验证，发现Tranilast有稳定的激活NMD通路的特征，并可以同样对C9orf72重复序列的神经毒性起到保护作用。本研究结果将促进Tranilast及其他NMD激活剂作为治疗ALS创新药的动物实验及临床研究，为ALS患者带来新的希望。

图4 NMD靶向基因在不同细胞中表达结果^[7]

发表期刊： Nature Genetics

合作单位：华中农业大学

IF： 27.125

该研究以热带小粒玉米品种（SK）为材料，组装了高质量的热带玉米参考基因组，其大小为2.32 Gb, contig N50达到15.78 Mb，共注释获得了43,271个基因。进一步利用热带玉米SK基因组、温带玉米B73和Mo17基因组及521份玉米自交系的重测序数据，鉴定出了80,164个多态性结构变异，构建了玉米的结构变异图谱，该研究为玉米重要农艺性状相关基因的定位提供了重要参考。此外，该研究定位了一个同时控制粒型和粒重的数量遗传位点qHKW1，克隆了ZmBAM1d基因（ZmBARELY ANY MERISTEM1d）。进一步研究发现，这个基因正向调控玉米粒重，且过表达和敲除这个基因对其它农艺性状没有影响（其中RNA-seq工作由安诺基因完成）。

图5 过表达和敲除基因ZmBAM1d的植株中差异表达基因GO富集分析^[9]

参考文献：

[1] Meng Xiannan, Peng Haoran, Ding Yuanzhen, et al. A transcriptomic regulatory network among miRNAs, piRNAs, circRNAs, lncRNAs and mRNAs regulates microcystin-leucine arginine (MC-LR)-induced male reproductive toxicity[J]. Sci. Total Environ., 2019, 667: 563-577.

[2] Han Dong-Xu, Wang Chang-Jiang, Sun Xu-Lei, et al. Identification of circular RNAs in the immature and mature rat anterior pituitary[J]. J. Endocrinol., 2019, 240: 393-402.

[3] Wei Xiangxiang, Guo Jieyu, Li Qinhan, et al. Bach1 regulates self-renewal and impedes mesendodermal differentiation of human embryonic stem cells[J]. Sci Adv, 2019, 5: eaau7887.

[4] Wang Rui, Xu Shengjun, Sun Haishu, et al. Complex regulatory network allows Myriophyllum aquaticum to thrive under high-concentration ammonia toxicity[J]. Sci Rep, 2019, 9: 4801.

[5] Duan Zhiqiang, Deng Shanshan, Ji Xinqin, et al. Nuclear localization of Newcastle disease virus matrix protein promotes virus replication by affecting viral RNA synthesis and transcription and inhibiting host cell transcription[J]. Vet. Res., 2019, 50: 22.

[6] Wang Rui, Xu Shengjun, Jiang Cancan, et al. Transcriptomic sequencing and co-expression network analysis on key genes and pathways regulating nitrogen use efficiency in [J]. Int J Mol Sci, 2019, 20: undefined.

[7] Xu Wangchao, Bao Puhua, Jiang Xin, et al. Reactivation of nonsense-mediated mRNA decay protects against C9orf72 dipeptide-repeat neurotoxicity[J]. Brain, 2019, undefined.

[8] Song Yongan, Ma Ting, Zhang Xueyan, et al. Apatinib preferentially inhibits PC9 gefitinib-resistant cancer cells by inducing cell cycle arrest and inhibiting VEGFR signaling pathway[J]. Cancer Cell International, 2019, 19:117.

[9] Yang Ning, Liu Jie, Gao Qiang, et al. Genome assembly of a tropical maize inbred line provides insights into structural variation and crop improvement[J]. Nat. Genet., 2019, 51: 1052-1059.

PacBio测序构建辣椒全长转录组

研究中通过PacBio Iso-seq测序，共获得了57,962条高质量全长转录本，其中48,785条转录本能够比对到参考基因组“Zunla”上的18,368个基因。在新发现的转录本中，有3,887条来自于1,237个新基因的可变剪切事件，另外4,532条产生于新基因的组成型剪切（图A）。全长转录组测序的优势之一是可以获得mRNA的完整UTR区域，对与参考基因组拥有相同CDS区域的全长转录本进行分析，新测得的5’和3’UTR分别最高可达100 nt和250 nt，远远高于参考基因组的平均50 nt（图DE），这表示全长转录组测序可以捕获更多完整的基因结构。

辣椒全长转录本分析图^[1]

基因模型修正

此前辣椒的基因注释主要基于短读长测序，对低表达基因外显子的覆盖度不够，导致一些基因模型的构建呈片段化。本研究中利用PacBio测序修正了近500个注释错误，使片段化的基因模型趋于完整，被修正的模型多数含有较多的外显子或较长的内含子区域（图AB）,如新基因模型Capana00g004522.3可编码完整的DNA拓扑异构酶6 subunit B（1-673aa），但旧模型中是由两段基因分别编码部分多肽，且中间被一段43 kb的内含子相隔。

作者随机选取了26个新的基因模型，其中21个通过RT-PCR得到了验证（图C）。随后作者将更新后的基因注释文件，共包含41,105个基因模型的信息上传至PepperHub (http://pepperhub.hzau.edu.cn/pegnm/)，并开放访问。

片段化基因模型修正图^[1]

辣椒NAT基因鉴定与表达分析

研究中通过全长转录组测序共获得2,057个cis-NAT，仅1,163个是已注释转录本。基于转录方向和重叠方式，这些cis-NAT可分为头对头、尾对尾和完全重叠三种类型，前两类大多数含有外显子重叠区域，而第三类中不含外显子重叠区域的cis-NAT占比更多，主要源于长内含子的存在（图A）。在对trans-NAT的分析中（图B），共鉴定到5,880个基因的34,193个trans-NAT。

一条转录本可以与很多其他转录本形成trans-NAT，研究人员将它们按照序列互补性分成了635组（图C）。这些基因中55.1%的互补序列都来源于转座子，而拟南芥中36.5%的trans-NAT互补序列从转座子中获取。通过对小RNA进行富集分析，发现由小RNA介导的调控机制可能对NAT基因的表达产生较大的影响。

NAT基因鉴定与表达分析图^[1]

cis-NAT与trans-NAT功能分析

通过分析NAT的表达模式，发现27个cis-NAT和81个trans-NAT subgroup参与辣椒的多种生物过程。如由Capana02g003489 基因（cis-NAT）编码的FDH1涉及水杨酸信号传导和R基因介导的抗病性；辣椒果皮发育中，trans-NAT subgroup 1 的1-3号基因下调而4-11号基因发生上调（图AB）；subgroup2和3涉及与温度有关的调控功能，而subgroup4中的很多基因涉及辣椒种子的发育（图C）。

cis-NAT与trans-NAT功能分析图^[1]

cis-NAT进化分析

为研究cis-NAT的进化历程，研究人员对拟南芥（ATH）、烟草（NTA）、辣椒（CAN）、马铃薯（STU）和番茄（SLY）进行了比较分析并构建了系统进化树（图A），发现在进化中cis-NAT的丢失主要源于基因间区序列的增加（图B），而新cis-NAT的形成主要源于转座子的插入（图CD）。

cis-NAT进化机制分析图^[1]

[1] Wang Jubin, Deng Yingtian, Zhou Yingjia, Liu Dan, Yu Huiyang, Zhou Yuhong, Lv Junheng, Ou Lijun, Li Xuefeng, Ma Yanqing, Dai Xiongze, Liu Feng, Zou Xuexiao, Ouyang Bo, Li Feng, (2019). Full-length mRNA sequencing and gene expression profiling reveal broad involvement of natural antisense transcript gene pairs in pepper development and response to stresses., Plant J., undefined.

2019年1月，国家癌症中心发布最新的全国癌症统计数据，数据指出恶性肿瘤已成为严重威胁中国人群健康的主要问题。年度医疗花费超过2200亿，可见癌症预防与治疗形势之严峻。

2015年各癌种发病比例

（为什么是2015年呢？全国肿瘤登记中心的数据一般滞后3年，根据公开资料绘制）

恶性肿瘤的发生发展是一个复杂的过程，基因组变异、表观遗传修饰变化、基因表达水平异常都可能是引起肿瘤发生的重要因素。通常，在肿瘤机制探究和致病靶点筛选上，优先考虑基因组变异的因素。但如今单一组学已很难满足科研需求，多组学联合的研究方法已成为主流，无论是在致病机理研究，还是筛选肿瘤标志物与致病靶点，以及早期诊断和治疗上都发挥重要作用。 

那如何利用基因组、转录组、表观组等多组学，在肿瘤中进行机制探究与靶向治疗研究呢？不妨来学学下面这篇文章的研究思路。

基于多组学的三阴性乳腺癌分型和治疗策略

乳腺癌是一个“大家族”，可分为luminal A、luminal B、HER-阳性和三阴性四大亚型，其中三阴性乳腺癌是最难治疗的一种。3月7日，复旦大学附属肿瘤医院、复旦大学肿瘤研究所所长邵志敏教授团队在顶级Cancer Cell发表了乳腺癌研究的重要成果。

研究对象

465名中国原发性三阴性乳腺癌（TNBC）患者

研究思路

研究结果

中国人群TNBC基因组图谱

该研究对419例具有突变或拷贝数变异的TNBC样本按mRNA亚型和突变谱排序，绘制出三阴性乳腺癌的基因组图谱，在这一队列中观察到最显著的癌症相关变异是TP53突变（74%的肿瘤中发现），其次是PIK3CA（18%）、KMT2C（7%）和PTEN（6%）突变（如图1A和1B）。通过评估体细胞拷贝数改变(CNAS)与已报道的癌基因和抑癌基因的变化关系，发现MYC是受体细胞CNAS影响最频繁的基因（如图1C）。

图1 中国人群TNBC基因组图谱

中国TNBC群体特异性基因组变异

该研究首次公布了一批中国人三阴性乳腺癌的特有基因突变，如PIK3CA基因突变在我国三阴性乳腺癌患者人群中的比例要显著高于美国的数据。中国TNBCs的PIK3CA突变率高于TCGA TNBC（分别为18%和10%），主要原因可能是非洲和中国TNBCs的差异（分别为5%和18%，图2A）。在CNA差异方面，中国人在22q11染色体上的体细胞拷贝数增加频率高于TCGA TNBC（中国人：TCGA非裔美国人：TCGA高加索人= 44%：19%：15%，图2B），与TCGA TNBC患者相比，中国人的LAR亚型患病率较高（23%为中国人，9%为TCGA非裔美国人，TCGA高加索人为12%，如图2C）。

图2 中国TNBC群体特异性基因组变异

基于多组学数据对中国TNBC进行亚型分型

基于2,000多个差异的K-means聚类表达的编码基因，将TNBC分为4个单独亚型（图3A），分别为：腔内雄激素受体（LAR）亚型（23%）；免疫调节（IM）亚型（24％），具有高的免疫细胞信号和细胞因子信号基因表达；基底样免疫抑制（BLIS）亚型（39％），其特征在于上调细胞周期、DNA修复的活化和下调免疫；间充质样（MES）亚型（15％），富集在乳腺干细胞途径中。利用K-means聚类和一致性聚类与mRNA聚类相似的方法，确定了基于CNA peaks的6个聚类（图3B）。此外，根据癌症突变特征的分类，鉴定出了四种亚型（图3C）。

图3 用多组学数据对中国TNBC进行亚型分型

该研究是国际上首次基于多维大数据系统提出的三阴性乳腺癌分类标准，为寻找到三阴性乳腺癌的靶点指明了新的方向（表1）。

表1 TNBC 亚型基因组、临床和潜在治疗策略的亮点

激活的ERBB 2与LAR亚型细胞周期信号的关系

为探讨四种TNBC亚型的潜在治疗靶点，作者探究了不同的基因组变异。其中5例LAR患者存在ERBB 2非同义突变，且ERBB 2突变包括激活性突变V777L（2例）、D769Y（1例）和L755S（1例）。进一步研究发现，这几类位点变异不仅对ERBB 2基因和ERBB 2通路的激活起到了关键作用，同时还对trastuzumab、lamatinib及先前未报道的E698_P699 delinsA的起到抗性作用（图4B、4C）。LAR亚型存在的Chr9p21缺失，也会影响调节细胞周期的关键基因CDKN2A的变异，在LAR患者中CDKN2A和E2F3表达水平显著下降（图4D）。因此推断LAR TNBCs对CDK 4/6抑制剂或其他细胞周期抑制剂存在潜在敏感性。

图4 激活的ERBB 2与LAR亚型细胞周期信号的关系

研究结论

01 建立465个初级原发TNBC的基因组和转录组多组学图谱；

02 发现中国TNBC病例显示更多PIK3CA突变和LAR亚型；

03 利用转录数据将TNBC分为四种亚型；

04 通过多组学研究鉴定在4种TNBC亚型中的潜在治疗靶点。

图5 三阴乳腺癌分子分型^[2]

划重点

多组学联合研究可谓近年来斩获高分文章的一大利器，不仅对致病机理研究、靶点筛选、疾病预防与治疗起到推动作用，也为疾病基础科学和精准医学研究提供了新思路。安诺基因推出的基因组、转录组、表观组等多组学联合分析，可以系统、全面地阐述癌变机制，利用多组学数据共同筛选肿瘤发生的关键基因及相关信号通路，准确定位关键的遗传学变化，多维解析致病机理。

参考文献：

[1] 2015年中国恶性肿瘤流行情况分析，中华肿瘤杂志，2019年第41卷第1期.

[2] Yi Zhou Jiang, Ding Ma, Chen Suo, et al. Genomic and Transcriptomic Landscape of Triple-Negative Breast Cancers: Subtypes and Treatment Strategies[J]. Cancer Cell, 2019.

邀您关注近期会议

2019年5月17日安诺优达生命科学研究院联合上海交通大学共同举办“表观遗传学与前沿基因组学技术研讨会”。会议以“单细胞和三维基因组学技术”为探讨对象，拟邀多位院士、专家、科研工作者分享两大技术在相关研究领域的最新前沿动态、研究成果。期待您的参与~

根据《北京市新技术新产品（服务）认定管理办法》的规定，经专家评审及认定小组审核，第九批“北京市新技术新产品（服务）”名单公示期正式结束，安诺优达基因科技（北京）有限公司又有三项新技术新产品成功入选，分别是胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）检测试剂盒（可逆末端终止测序法）、人全基因组重测序、全外显子组测序遗传病检测服务。截至目前，安诺优达已有二十项新技术新产品获得权威机构认定。

“新技术新产品（服务）”的评选是由北京市科学技术委员会、北京市发展和改革委员会、北京市经济和信息化委员会、北京市住房和城乡建设委员会、北京市质量技术监督局、中关村科技园区管理委员会六家单位共同审查、评估、认定，旨在推动新技术新产品（服务）的推广应用，改善民生，提升全社会自主创新能力。

新技术新产品服务证书

安诺优达注重研发创新，截至目前，已获批二十项新技术新产品，内容涵盖医学和科研两大领域，包括无创产前DNA检测、染色体异常检测、胚胎植入前遗传学筛查、乳腺癌BRCA1/2基因检测、遗传性肿瘤基因检测、单基因病检测、单细胞基因组测序、动植物简化基因组测序、CHIP-DNA测序、LncRNA测序、小RNA测序、转录组测序、表达谱测序、Bisulfite甲基化测序、个体化治疗基因检测、动物群体Hi-C测序、单细胞转录组测序、动植物de novo测序、胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）检测试剂盒（可逆末端终止测序法）、人全基因组重测序、全外显子组测序遗传病检测服务。这些技术的成功入选，体现了安诺优达雄厚的技术研发实力，也彰显了公司用科技和创新提升生命品质的核心发展理念。

从2012年成立至今，安诺优达先后获得国家发改委首批基因检测技术应用示范中心、国家高新技术企业、北京生物医药产业跨越发展工程（G20工程）企业、中国最具投资价值企业、中国最具科技引领力企业等资质荣誉，并拥有博士后科研工作站。这一系列资质荣誉的获得充分体现了安诺优达在技术创新、科技研发方面的整体实力。未来安诺优达将一直秉承“用科技和创新提升生命品质”的理念，努力建设成集“大科学、大制造、大健康、大服务、大数据、大资源”于一体的医疗和大健康领域的卓越企业。

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