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chance℃新蟲 (初入文壇)
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國人佳作：轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和多組學(xué)數(shù)據(jù)聯(lián)合分析構(gòu)建豬多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜
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 我國是豬肉生產(chǎn)和消費第一大國，2022年全年生豬出欄量達7億頭。鑒定豬重要經(jīng)濟性狀的育種靶點，解析其遺傳調(diào)控機制，研發(fā)配套技術(shù)并創(chuàng)新運用到實際育種中、培育突破性的中國特色新品種（系）是我們打好種業(yè)翻身仗的戰(zhàn)略需求。2024年1月4日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)與丹麥奧胡斯大學(xué)、英國愛丁堡大學(xué)、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局（USDA-ARS）和中國農(nóng)科院深圳基因組研究所等全球10個國家的50余個研究團隊合作完成的PigGTEx項目在國際著名期刊《Nature Genetics》上在線發(fā)表了題為“A compendium of genetic regulatory effects across pig tissues”（豬多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜）的研究論文。該研究整理出豬迄今最大規(guī)模的轉(zhuǎn)錄組大數(shù)據(jù)集，構(gòu)建了多組織基因表達譜，為完善豬基因組功能注釋提供了極為豐富的數(shù)據(jù)資源。 該研究從公共數(shù)據(jù)庫中收集了來自全球100多個豬品種的所有轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和其它多組學(xué)數(shù)據(jù)（scRNA-Seq、WGS、WGBS和Hi-C等），涵蓋了138種組織/細胞類型，獲得了7,095個高質(zhì)量的RNA-Seq樣本的5種轉(zhuǎn)錄本（蛋白編碼基因、可變剪接、lncRNA、外顯子和增強子）的2,292,954個分子表型�；诖�，深入解析了豬多組織基因表達模式，鑒定出34個代表性組織的特異表達基因。 圖1 PigGTEx項目樣本特征 隨后，通過開展大規(guī)模分子QTL定位，首先成功構(gòu)建豬多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜。研究利用34個組織的5,457個非冗余樣本中高質(zhì)量的分子表型，以及3,087,268個高質(zhì)量的SNPs基因型數(shù)據(jù)，進行了順式分子數(shù)量性狀基因座（cis-molQTL）定位。通過這一分析，獲得了約1.1億個顯著關(guān)聯(lián)，涉及254,819個分子表型-組織組合。基于此，項目組發(fā)布了迄今最大規(guī)模的豬多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜—PigGTEx Atlas （https://piggtex.farmgtex.org），并通過整合多組學(xué)信息，深入探討了遺傳調(diào)控變異的特性和分子機制，為進一步深入解析影響豬經(jīng)濟性狀表型形成的基因調(diào)控提供了新資源。 隨后，通過開展大規(guī)模分子QTL定位，首先成功構(gòu)建豬多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜。研究利用34個組織的5,457個非冗余樣本中高質(zhì)量的分子表型，以及3,087,268個高質(zhì)量的SNPs基因型數(shù)據(jù)，進行了順式分子數(shù)量性狀基因座（cis-molQTL）定位。通過這一分析，獲得了約1.1億個顯著關(guān)聯(lián)，涉及254,819個分子表型-組織組合�；诖耍椖拷M發(fā)布了迄今最大規(guī)模的豬多組織遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜—PigGTEx Atlas （https://piggtex.farmgtex.org），并通過整合多組學(xué)信息，深入探討了遺傳調(diào)控變異的特性和分子機制，為進一步深入解析影響豬經(jīng)濟性狀表型形成的基因調(diào)控提供了新資源。 圖2 調(diào)控效應(yīng)的組織共享模式 接下來，研究通過整合遺傳調(diào)控效應(yīng)圖譜，全面系統(tǒng)解析了豬復(fù)雜性狀遺傳調(diào)控機制。研究人員利用多種統(tǒng)計分析方法將PigGTEx圖譜與268個豬復(fù)雜性狀GWAS關(guān)聯(lián)統(tǒng)計量結(jié)果進行整合挖掘，揭示了多組織分子QTL對豬復(fù)雜性狀遺傳機制解析具有重要作用；通過共定位、孟德爾隨機化和全轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析等方法解析了其中80% GWAS信號與多組織分子表型的潛在遺傳關(guān)聯(lián)，為豬復(fù)雜性狀遺傳機制的精準(zhǔn)解析提供了分析流程范例。 圖3 使用molQTL解釋復(fù)雜性狀的GWAS位點 最后，為深入發(fā)掘豬作為生物醫(yī)學(xué)模型的潛力，研究通過遺傳調(diào)控水平的物種間比較分析，揭示了豬和人類基因組當(dāng)中共享的遺傳調(diào)控效應(yīng)。通過對36,448個人類-豬性狀對在11個組織的全轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果比較分析，發(fā)現(xiàn)了89個顯著相關(guān)的人類-豬性狀組合，表明了豬和人類在復(fù)雜性狀中具有相似的遺傳調(diào)控效應(yīng)。 圖4 豬與人基因表達、順式eQTL和復(fù)雜性狀遺的保守性 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院博士滕金言、副教授高亞輝、博士研究生曾浩南，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所博士后尹洪偉，丹麥奧胡斯大學(xué)博士研究生白仲豪和西湖大學(xué)博士后劉姝麗為論文共同第一作者；丹麥奧胡斯大學(xué)博士房靈昭、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張哲、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局教授George E. Liu、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所教授李奎以及英國愛丁堡大學(xué)教授Albert Tenesa為該論文的共同通訊作者。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李加琪對該研究提供了指導(dǎo)。該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃青年科學(xué)家項目、廣東特支計劃畜禽種業(yè)本土創(chuàng)新團隊項目和國家生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。 原文文獻：https://www.nature.com/articles/s41588-023-01585-7 歡迎大家一起學(xué)習(xí)交流～  |
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