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《Nature Communications》发表我校生命科学学院乔云波副教授研究团队三代测序的最新研究成果
来源: 作者: 编辑:吴谦 发布日期:2020/05/28

5月27日,国际权威学术期刊《Nature Communications》(IF=11.8)发表了我校生命科学学院乔云波副教授研究团队利用三代测序,高精度注释早期小鼠胚胎转录组的最新研究成果。

小鼠早期胚胎是研究生命从受精卵到着床前囊胚的重要研究模型,其转录组、表观修饰组(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体三维结构等)已经被科学家广泛研究,以期揭示早期细胞命运决定的奥秘。然而,早期的研究均利用二代测序完成,需根据Reference Genome对测序数据进行比对和拼接,以获得完整的基因组学信息,因此该方法得到的结果具有一定的局限性和不准确性。

该研究中,研究人员利用基于SMART-Seq2的方法,优化了样本收集和cDNA扩增流程,并获得足量的cDNA进行基于Pacific Biosciences平台的三代测序,即单分子测序技术,该测序基数不需要经过PCR扩增,实现了对每一条DNA分子的单独测序,因此不需要测序数据拼接即可获得全长的DNA序列。

最终,该研究完成了精子、卵细胞、合子、二细胞、四细胞、八细胞、囊胚共计七个样本的三代测序,并同步进行了二代测序。通过生物信息学分析,共计获得了2280个潜在的全新转录本(非注释区)和6289个新的剪切体(注释区)。随后对其蛋白编码能力、保守性、组蛋白修饰在其启动子区的富集情况等,多维度证明了这些新转录本的可靠性,并获得了上千个高可信度的全新转录本。同时,研究人员整合二代和三代测序数据,对以前的转录组数据进行校正,从而获得了更为精确的转录组图谱。基于数据挖掘,研究人员校正了小鼠Kdm4dl的编码框,并且发现了一个新的lncRNA(XLOC_004958),这两个基因均在二细胞期高表达。通过基于CRISPR/Cas9的基因敲除和显微注射技术,研究人员发现这两个基因均对囊胚的正常发育至关重要,基因敲除会导致胚胎异常发育。

 

本研究利用三代测序,高精度地注释了早期胚胎发育的转录本及其表达谱,为早期胚胎发育领域提供了宝贵资源,为研究早期胚胎发育和细胞命运决定提供参考信息。研究工作由我校生命科学学院精准基因编辑工程中心乔云波副教授研究团队,与军事医学科学院放射与辐射医学研究所舒文杰教授团队、中国科学院神经科学研究所刘真教授团队合作完成。广州大学为第一完成单位,我校硕士研究生林健香、武素素也参与了研究工作。本研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金等的大力资助和支持。

 

论文原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-020-16444-w

 

                                         (供稿:生命科学学院)

 

 


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