宏轉錄組學(Metatranscriptomics)的研究對象是微生物組mRNA,在獲取微生物組總RNA并去除rRNA之后,反轉錄為cDNA,并構建合適長度的插入片段文庫,對這些文庫進行雙端高通量測序,從而能定量整個菌群中具有活性的物種組成及其對應功能的表達水平,進而鎖定菌群中的關鍵生物標記物、闡明其生物學意義。

技術路線

技術路線

分析內容

    1.     原始數據預處理和質量控制
    2.     mRNA序列組裝拼接
    3.     功能注釋與表達譜分析
        ?     KEGG/GO/EggNOG/CAZy功能注釋
        ?     表達量分布展示
        ?     表達量差異分析/比較分析/聚類分析
        ?     共有-特有KEGG代謝通路分析
    4.     物種注釋與組成譜分析
        ?     物種注釋/差異分析/聚類分析
        ?     MEGAN/GraphIAn可視化展示
        ?     稀疏曲線/累積曲線/等級曲線分析
        ?     物種互作網絡關聯分析
        ?     SourceTraker分析
    5.     特定數據庫的注釋分析
        ?     分泌蛋白/T3SS預測分析
        ?     PHI/VFDB/MvirDB/ARDB/CARD數據庫注釋分析
    6.     Alpha和Beta多樣性分析
        ?     Alpha多樣性分析
        ?     PCoA/NMDS/UPGMA/PCA分析
        ?     共有功能/物種類群Venn圖分析
        ?     功能-物種一致性分析
    7.     生物標志物篩選
        ?     LEfSe分析
        ?     RDA/CAP/PLS-DA分析
        ?     PERMANOVA/ANOSIM分析
        ?     隨機森林分析

部分分析結果展示
Unigene 表達量差異分析火山圖&CAZy功能注釋

Unigene 表達量差異分析火山圖&CAZy功能注釋

案例解析

Perilipin-2調節小鼠腸中膳食脂肪誘導的微生物全局基因表達譜
腸道菌群是造成肥胖和代謝疾病的決定性因素。之前的研究表明,敲除Perilipin-2能夠調節腸道菌群結構,并且消除長期高脂肪飲食對小鼠的毒害作用。本研究通過宏轉錄組測序,鑒定了處理組與野生型小鼠在高脂肪與低脂肪飲食下的基因表達差異,結果顯示宿主的基因型差異不會影響菌群結構,但是會影響腸道菌群的功能,為宿主和菌群的研究提供了新的思路。

處理組與對照組TCA代謝途徑中酶表達量的比較

處理組與對照組TCA代謝途徑中酶表達量的比較


參考文獻:
Xiong X, Bales ES, Ir D, et al. Perilipin-2 modulates dietary fat-induced microbial global gene expression profiles in the mouse intestine. Microbiome,2017.

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