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第24期在线交流:比较转录组分析解析及应用介绍【视频】

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    发表于 2016.9.7 17:39:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
    参加本期交流,戳这里报名:
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    比较转录组,实际上是一个推演出来的概念,这个概念先来自于比较基因组。那么比较基因组是如何兴起呢?
    21世纪以来,越来越多物种的基因d'y公布。尤其是基于二代测序技术的基因组拼接被攻克以来,基因组完成的数量就呈现爆炸式的增长。这不能不提到第一个纯粹使用二代测序技术完成的大型动植物基因组,那就是华大基因完成的大熊猫基因组。仅仅使用30多bp的reads(那个时代的illumina技术就是这么弱),拼接出3G的哺乳动物基因组,在当时看来的确是一个创举。所以,虽然大家时不时黑一下华大基因,但绝不能忘了华大基因对这个行业内的巨大贡献。

    当一个新基因组被解开面纱,分析者第一时间想到的就是新测的这个物种,与其近缘种在整个基因组水平有什么样的差异呢?这种差异是否能够解释物种间的差异呢?早期的比较基因组分析,就集中在几种类人猿的比较(因为猩猩属几个种的基因组较早完成),来回答几个物种间的差异。某些生物学问题就很有意思,例如下图。



    总体而言,比较基因组分析常见的分析可分为三类:

    1.同源基因的拷贝数变化(包括全基因组扩增),以及拷贝数变化的生物学意义;
    2.同源基因的序列差异,以及序列差异与进化选择间的关系;
    3.近缘种染色体间的共线性关系(染色体发生了哪些重排);


    小麦A与二穗短柄草的基因组共线性比较

    虽然许多基因组已经完成组装测序,但基因组未公布的物种依然占据大多数。毕竟,组装一个基因组的费用至今依然非常高昂。对于那些基因组未完成的科属,要开展相关研究该怎么办呢?于是研究人员退而求此次,采用这些物种的转录组数据开展相应的研究(测一个转录组还是非常便宜的)。所以说,“比较转录组”可以认为是山寨版的“比较基因组”。

    既然是山寨,意味着比较转录组的分析内容和目的,与比较基因组有很大的相似性。因为是山寨,所以比较转录组分析所能达到的深度和广度,自然也达不到比较基因组的水平。基迪奥生物有丰富的比较转录组项目分析经验,以及清晰易懂的结题报告,所以处理这类项目我们得心应手。


    基迪奥比较转录组结题报告

    在大量的项目服务过程中,我们发现用户对比较转录组的理解和应用还有诸多疑问。例如:同种的不同品系是否可以开展比较转录组分析,一些远缘的物种(例如,不同科)是否可以开展比较转录组分析,通过比较转录组分析是否可以预估物种的分化时间?对于这些问题,我们在第24期Omicshare课堂中将会一并解答。



    本期Omicshare在线课堂的主要内容包括:
    1.比较转录组分析所能解决的生物学问题;
    2.比较转录组的分析过程;
    3.比较转录组文章案例解析;

    交流时间:9月13日(周二) 下午16:00
    交流嘉宾:周老师
    报名地址:立即报名


    最后,感谢Omicshare论坛的网友在Omicshare课堂主题设定中的建议。以下的两个网友提出建议设置比较转录组的课堂,在这里表示感谢,一人赠送25个奥币(已发放)。






    论坛地址:OmicShare在线交流课堂主题收集——你的建议推动课程走向
    http://www.omicshare.com/forum/thread-516-1-12.html            


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    发表于 2016.9.7 18:14:46 | 显示全部楼层
    千呼万唤始出来 ,视频终于来咯!!!
    http://www.omicshare.com/class/Home/Index/singlev?id=19
    事在人为~
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    发表于 2016.9.7 18:15:01 | 显示全部楼层

    问答整理如下:

    问1:Ka/Ks是针对指定的基因计算么?
    答:是的,是一个基因一个基因独立计算的,当通常会针对基因组所有的单拷贝同源基因分别计算。

    问2:Ka/Ks指定基因后需要一条突变后的序列与一条参考基因组的序列么?
    答:Ka/Ks分析指的是两个序列做比较,然后找同义突变和非同义突变,所以不存在参考问题。因为只关心这个位点是同义还是非同义突变,所以以谁为参考都是一样的。

    问3:Ka/Ks 的cutoff有没有什么要求?
    是:一般建议0.5或1,这个比较通用的经验值,用这个来写文章应该没有问题。

    问4:KaKs计算是拿single copy的一对序列做比对后,再做KaKs计算吗?
    答:是的。

    问5:多个物种进行ka/ks,如何确定祖先序列呢?
    答:不需要确定祖先种。可以做两两比较,然后汇总。

    问6:不同的科之间的植物能做KaKs分析吗?
    答:不建议。因为不同科之间进化时间太久远,突变可能已经饱和了,再分析ka/ks不严谨。

    问7:不同时期不同组织的混样算是重复吗?
    答:如果做的是转录组差异表达的话,指的是实验重复。所以不同时期,不同组织的混样不算重复。

    问8:如果做不同亚种对高温的比较转录组,要不要做重复呢?
    答:如果做的是同一个物种不同亚种,建议不要做序列比较,而是去做表达量的比较。这是一个表达层面的问题,所以是要做重复的。可以做不同亚种受到高温应答以后,哪些基因有差异表达,以及那些差异表达的程度如何。如果是同物种做转录组,建议将注意力多放到表达方面。因为同种物种序列分析的差异不大。

    问9:转录组有参和无参之间有没有可比较性?
    答:可以分析。

    问10:建立物种进化树的时候,是把单拷贝基因一一比对之后合并还是一开始合并成一个再比对呢?
    答:一一比对后再合并,这样比较准确。合并后再做比对,错误率较高。

    问11:一般两个物种比较转录组分析需要几个组织的转录组数据呢?二倍体和四倍体物种之间能分析么?
    答:取样可以更加全面一点。做比较转录组,最好不做二倍体或者四倍体的比较,因为基因拷贝数不一样,最后说不清。即使分析有结果,但是逻辑上是不严谨的。

    问12:转录组不做生物学重复,可以发SCI文章吗?
    答:如果是做比较转录组,因为是做序列的比较,所以不需要做重复。如果是关心表达量的话,是需要做重复的。

    问13:一个品种的不同品系对胁迫的抗性差异,可以用比较转录组分析么?
    答:不能做比较转录组分析的。因为同一个种,主要是表达量上面的差异。

    问14:形态演化可以通过同属不同种的比较转录组学进行分析么?比如madsbox基因家族?
    答:可以。如果该物种真的有形态演化,很有可能形态变化往往是跟适应基因相关的,所以如果拿到不同地域的一些材料,形态有差异,那么你可以通过做比较转录组分析找到适应环境的相关基因。因为这种分子层面的演化对形态演化有解释意义,所以形态演化与比较转录组结合是很好的切入点。

    问15:请问计算进化时间的时候是假设选择压力相同的基础上吗?
    答:计算进化时间的时候用的是同义突变,同义突变理论上不受选择压的。有选择压是不能做进化分析,进化分析跟选择压是无关的。你可以说选择压相同,或者假设选择压为零的基础上才能做进化分析。

    问16:转录组寻找表达差异只做了2个生物学重复,这样可以吗?
    答:可以。

    问17:同物种的转录组数据能不能确定某一基因不同亚型?
    答:理论上可以,如果可以将物种的所有同源基因家族的转录组序列提取出来,然后做多序列的聚类,也是可以区分不同亚型的,可能需要人工做一些蛋白结构域的分析。

    问18:有一些文章介绍的是同属不同种之间的基因表达差异分析,同样构建的是直系同源组,然后比较表达模式的差异,那同科不同属的是不是也可以这样做呢?
    答:构建直系基因然后做表达差异,严格意义上不严谨。因为不同物种基因的拷贝数、RNA的总量可能是不同的,导致难以进行表达量层面的比较。
    如果是一个特别近的种,也可以尝试一下。比如做果蝇的不同近缘种的比较,因为亲缘关系很相近的时候,我们可以认为它们细胞中RNA总量是相同的。这个时候可以面对单拷贝直系同源基因做比较。但是如果是同科不同属的话,物种差异有点大,这时RNA总量差异比较大了,做这个分析就不严谨。

    问19:对于一模一样的样品(山羊,有参考基因组),分别用有参和无参测序,后期的数据有什么分析策略??有没有意义?
    答:既然有参考基因组,不建议做无参分析。因为denovo拼接误差比较大。如果检测SNP数据,可以直接用转录组原始数据比对参考基因组。

    问20:几种鱼,都进行高温胁迫,这样可以进行比较转录组分析吗?
    答:可以。可以同时做比较转录组分析与差异分析。

    问21:RNA-seq分析结果如果发现有microRNA,那么这个microRNA可信吗?
    答:的确有microRNA前体,当然可信的。成熟的microRNA只有20多bp,在转录组结果中应该不会有。

    问22:两个物种,同科,但是亲缘关系比较远,想做这两个物种间的同源基因表达情况比较,这种实验设计是不是有问题?
    答:有问题。因为两个物种之间找不到一个稳定的内参,无法证明观测值有一个稳定的校正系数。

    问23:比较转录组,只能用近源种的基因组去注释基因吧?如果没有很近的种的基因组,怎么自己注释?
    答:可以比较NR等数据库,不一定要有近缘种。

    问24:不同物种间都已经知道基因组了,是不是比较转录组分析就没有什么用了?所有的直接用基因组就可以实现啦?
    答:是的。比较基因组最合理。

    问25:研究适应性进化关系 转录组测序相较于RAD-seq相比有什么优势么?
    答:研究适应性进化的话,转录组是研究基因level的比较,是把编码基因测出来,然后做分析。而RAD-seq更多的是多样性的分析。rad-seq更多的是研究各个亚种之间的差异或者是进化关系,因为大部分突变是在非编码区,这个分析标记主要用于比较物种的进化关系。

    问26:春小麦和冬小麦这种类型的材料适合做比较转录组分析吗?
    答:不适合。因为春小麦和冬小麦是是同一个种的不同品系,高度相似。

    问27:简化基因组数据可以和转录组数据结合起来分析吗?
    答:可以。前提是有参考基因组。如果没有,RAD数据很难与转录组数据联合分析,几乎没有可能。

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    居然被你发现了。华大是中国生信界的黄埔军校。  发表于 2016.9.12 18:54
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    请问比较转录组 需要生物学重复么?

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    因为比较的是序列,不是表达量,所以不需要。  发表于 2016.9.8 09:19
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    你们会做关于非近缘物种间的比较基因组学分析吗?
    比如大豆和油菜之间油份含量差异,如果要用比较转录组的方法分析可行吗?

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    如果比较基因拷贝数是可行的。但如果比较kaks 则没有太大意义。  发表于 2016.9.18 14:18
    欢迎到周二的课程上讨论。  发表于 2016.9.12 18:55
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