重磅 | ceRNA 芯片全新升级

2020-5-07 08:02

前言ceRNA(competing endogenouse RNA) 即竞争性內源 RNA,它并不代表某一种特定的 RNA,而是指生物体内复杂转录调控网络中的 RNA,主要包括蛋白编码基因 mRNA、长链非编码 RNA(lncRNA)、环状 RNA(circRNA)等。

 

长链非编码 RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度大于 200 nt 、不编码蛋白的 RNA。lncRNA 能在表观遗传、转录及转录后水平上调控基因表达。

 

circRNA 作为非编码 RNA 研究领域中的新宠,在每一个研究领域、研究方向都有发现 circRNA 新功能。近年的研究表明,circRNA 分子富含 microRNA(miRNA)结合位点,起到 miRNA 海绵(miRNA sponge)的作用,进而解除 miRNA 对其靶基因的抑制作用。

 

circRNA/lncRNA、mRNA 和 miRNA(需要 miRNA 芯片数据)共同构成 ceRNA 调控网络。一个 mRNA 可能被多个 miRNA、circRNA/lncRNA 同时调控,所以 ceRNA 调控网络可能非常复杂。

 

由于 ceRNA 调控网络通常涉及多种类型的 RNA 分子,欧易生物从探针设计、数据库筛选整合等方面对 ceRNA 芯片进行了全新升级,包含 mRNA、lncRNA 和 circRNA 的信息(人,大鼠,小鼠);可以全面分析 mRNA、lncRNA 和 circRNA 之间的关联,构建 ceRNA 的共表达分析网络(需要 miRNA 芯片数据),更贴近生物学意义的分析内容能够更好地满足老师的研究目的和发表文章的需求。

 

升级亮点 

1. 筛选、整合最新的高质量数据库  

由于各个数据库中 lncRNA 条目繁多,部分数据库更新频繁,用于验证的 lncRNA 有时很难找到对应资料及有效信息。欧易生物本次 ceRNA 芯片升级对各种数据库资源进行梳理,挑选高质量数据库进行探针设计,人、小鼠使用 GENCODE、NCBI 等数据库,大鼠使用 Ensembl、NCBI 等数据库中的转录本进行 mRNA 和 lncRNA 探针设计。

 

针对 circRNA,人、小鼠使用 circBase、CIRCpedia 数据库,大鼠使用 CIRCpedia 数据库进行探针设计。

基于对各个数据库资源的整理、筛选,新版 ceRNA 芯片只保留高质量的数据来源,剔除低质量或低可信度的数据,让探针信息覆盖全面的同时确保可信度。

 

2. 创新的自主探针设计技术 

探针设计采用欧易自行研发的探针设计技术,具有非常理想的去冗余效果和很高的特异性。结合 k-mer 方法选择探针,能够实现整张芯片上所有探针的解链温度控制在 1℃ 的标准偏差范围内,同时能够最大程度地减少探针自我杂交、交叉杂交现象造成的不良影响。

 

3. 新版 ceRNA 芯片数据库信息1588809713584672.jpg

4. 各款 ceRNA 芯片信息汇总

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ceRNA 芯片分析内容示例-lncRNA 高级分析 

差异 lncRNA 与差异 gene 共表达分析  

使用皮尔森相关性检验(pearson)根据差异 lncRNA 与差异 gene 表达数据,计算两者表达相关性,发掘差异 lncRNA 与差异 gene 的共表达关系。1588809714749964.jpg

差异表达 gene 和 lncRNA 的 circos 图示例

图片说明:最外圈为该物种的常染色体分布示意图;第二圈和第三圈为差异表达 gene 在染色体上分布,红色线条表示上调,绿色线条表示下调,柱子越高,表示该区间差异基因数目越多;第四圈和第五圈为差异表达 lncRNA 在染色体上的分布,表现形式同 gene;内部连线表示 Top500 共表达 lncRNA 和 gene 的对应关系  

lncRNA cis 作用靶基因分析 

基于差异共表达结果,搜索差异表达 lncRNA 其上下游 100k 范围内的所有编码基因,并与该 lncRNA 有显著共表达(皮尔森相关性计算)的差异基因取交集。这些在基因组上临近且表达模式上存在共表达的基因很可能被该 lncRNA 所调控。1588809714843062.jpg

lncRNA 与 gene 的 cis 调控 Top20 图示例

图片说明:图中*代表 p 值显著性的等级,***为最显著 p(0,0.001)、**为次优显著 p(0.001,0.01),*为显著 p(0.01,0.05);y 轴左右分别为 gene 与 lncRNA;x 轴为 gene 与 lncRNA 的距离,负值表示上游,正值表示下游;相同 lncRNA 表示为同一颜色条形图 

 

ceRNA 芯片分析示例-ceRNA 分析(需要有对应的 miRNA 芯片数据)

ceRNA 调控网络图 

将预测的 ceRNA 结果关系对,按照共表达结果、ceRNA_score 和共享 miRNA 进行筛选过滤,绘制 circRNA/lncRNA-mRNA 的二元网络图以及 circRNA/lncRNA-miRNA-mRNA 的三元网络图。1588809714223716.jpg

ceRNA 二元网络图示例

图片说明:红色圆圈是 mRNA(gene),绿色方块是 circRNA,形状大小表示连接数的多少 1588809714386624.jpgceRNA 三元网络图示例

图片说明:红色圆圈是 mRNA(gene),绿色方块是 circRNA,蓝色菱形是 miRNA,形状大小表示连接数的多少 

 

欧易特色 

1.ceRNA 信息全面  

覆盖多个高质量数据库的 mRNA、lncRNA 和 circRNA,涵盖全面、高可信度的 mRNA、lncRNA 和 circRNA 序列:

 

与欧易生物原版 lncRNA 芯片相比较,新版 ceRNA 芯片的数据库覆盖范围更广,由之前的单一数据库扩充为整合多个高质量数据库;对应的探针数量也有明显提升,其中大鼠更是增加了 circRNA 的探针信息;

 

同市面上其他 ceRNA 芯片相比,欧易生物新版 ceRNA 芯片的数据库版本更高,整合的数据库数量和探针数量也更多。

 

可在一张芯片上同时对 lncRNA、circRNA 和 mRNA 进行检测,挖掘它们之间的关联。

 

2. 产品质量有保障 

欧易生物是 Affymetrix 和 Agilent 的双认证企业。

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3. 项目经验丰富 

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心动不如行动,详细信息欢迎联系我们或向当地销售垂询。


领域:基因/基因组/测序