基因表达与组学测序在生物体复杂的生命活动中,实际上是受到基因表达的有序调控。基因表达过程是指基因信息转录和翻译成蛋白质或其他功能性RNA分子的核心过程,它是遗传信息流的重要组成部分,也是生命活动的基础。在表观遗传学中,“基因是否表达”是一个关键概念。如果基因被转录为mRNA并进一步翻译成蛋白质,基因便处于激活状态;反之,未转译为蛋白质时则为关闭状态。基因的表达是否发生,取决于DNA上基因序列的复制和转录能力,而这些又取决于DNA双链的开放程度和结构的松弛度等因素。
组学技术可以高效获取特定样品在不同时间和空间背景下的多层次相关数据,而不同组学提供的信息侧重各异,提升了对生命活动复杂调控机制的理解。单一组学技术往往只能揭示复杂调控机制的部分信息,因此,采用多组学联合分析的方法显得尤为重要。这种多组学技术能够清晰阐述分子调控与表型之间的联系,系统解析生物分子的功能及其调控机制。同时,多组学数据之间的相互验证能够减少假阳性,提高研究的可靠性,使得转录调控信息更全面、准确。
当前,多组学研究已广泛应用于多项课题中。南宫28NG相信品牌力量,希望通过探讨基因调控的复杂关系,提供一些实用的见解。从DNA层面出发,许多常用的表观多组学组合已被提出,尤其是在高影响力的文章中更是取得了显著成果。
首先,ATAC-seq技术用于全基因组层面对染色质开放性的分析,开放程度直接与转录相关。通过Motif分析,可以筛选出关键的转录因子,发现基因启动子与增强子及其他调控元件,同时识别转录因子的结合位点,揭示基因转录调控的机制。
其次,ChIP-seq/CUT&Tag可用于ATAC-seq结果的进一步验证,通过分析ChIP测序的结果,对ATAC预测的转录因子结合区域进行确认。开放的染色质区域是转录因子结合的必要条件,因此,ATAC-seq的信号峰往往与TF的ChIP-seq信号峰存在重叠。此外,将ATAC-seq数据与组蛋白修饰的ChIP-seq结合,通常能够发现ATAC-seq信号与活跃染色质标记的正相关性,而与非活跃染色质标记呈负相关。
随着技术的进步,mRNA-seq的应用也愈发重要,特别是在处理不同样本的差异性样本时。并不是所有染色质构象的变化都会导致基因表达的变化,ATAC-seq可以用于识别不同处理下的染色质开放区域差异,并关联相关基因,而mRNA-seq则用于揭示不同处理下的差异表达基因。通过交集分析ATAC差异peak关联的基因与mRNA差异表达基因,可以筛选出受染色质可及性影响的差异表达基因。
此外,WGBS能够研究DNA碱基位点的修饰情况,不同的甲基化程度也会影响基因的表达。高甲基化通常与染色质的不可及状态相关,而低甲基化则与转录状态相关。同时,正向调控的组蛋白修饰在染色质可及状态中的分布也显著。
Hi-C技术用于研究染色质的三维结构,包括染色质环、拓扑关联域和染色质区域的A/B compartmentalization,这些结构在基因表达与调控中发挥着重要作用。例如,在癌症研究中,通过Hi-C、ATAC-seq和ChIP-seq的联合应用,能够揭示肿瘤发生过程中染色质结构和基因表达的变化,从而识别致癌基因和调控机制。
综上所述,南宫28NG相信品牌力量,将继续关注通过多组学技术深入探索基因表达的调控机制,为生物医学研究提供更多的支持和洞察。