基于RNA-Seq的大鼠11个组织在4个不同发育时期的全景图

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尽管大鼠在化学毒性和药物机理上的研究非常重要,但是迄今为止,有关大鼠在不同时期下多个组织的功能和调控网络的详细研究却很少。为了了解大鼠在不同时期下组织发育的机理,我们利用不同时期下各组织的全基因组表达谱信息构建了组织的功能网络和转录调控网络,并通过网络模块化的分析方法对构建的网络进行深入挖掘。通过分析已发布的大鼠RNA-seq测序数据,我们总共得到了大鼠在Ensembl上有注释的26,405个基因,29167个转录本及3464非编码基因或RNA的表达谱数据。通过对11个组织在4个发育时期下的表达量的综合分析,我们预测了5594个大鼠管家基因并且计算得到11个组织在4个发育时期下的差异表达基因。并进一步对组织差异表达基因进行了G0功能富集分析以及将不同组织进行功能富集对比分析来研究不同组织之间的功能关联紧密程度。此外,利用四个时期的差异表达基因对组织衰老基因进行了预测,得到了1272个与衰老相关的基因包括1401个上调基因和232个下调基因。通过对不同性别的样本进行表达量的比较,我们得出所有组织在不同时期下的性别偏向基因,并进行了功能的富集,发现其大部分都与性激素代谢功能相关。然后我们利用每个组织的差异表达基因进行共表达分析,构建了所有组织的基因共表达网络,大脑作为最复杂的组织拥有最多的3774个共表达基因对。基于我们收集的1347个转录因子,我们为每个在幼儿时期下的组织构建了转录调控网络并对其进行了网络基元的探测分析,揭示了调控网络的复杂多样性。在转录调控网络的基础上,我们对网络进行了功能模块化分析并探测了每个模块与组织相关的分子机制。另外,一些同时参与调控多个功能模块的转录因子(积极因子)也在我们网络中被探测出来。我们构建的网络是可信的并对研究大鼠组织在不同时期下的生物功能而言是非常具有信息含量的,并为未来的大鼠实验分析提供了一个框架。
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