隨著測序技術的不斷升級，RNA 測序（RNA sequenclng，RNA-Seq) 技術已經成為轉錄組學研究的重要手段之一，通過高通量測序能夠快速地獲得某一物種特定組織或器官在某一狀態下的幾乎所有轉錄本序列信息，已廣泛應用于基礎研究、臨床診斷和藥物研發等領域。同時轉錄組是連接基因組遺傳信息與生物功能的蛋白質組的必然紐帶，轉錄組學也成為多組學聯合分析的萬金油。今天就為大家分享兩篇轉錄組學與基因組學聯合應用的經典高分文獻。
案例一
標題：Genome- and Transcriptome-Wide Association Studies Provide Insights into the Genetic Basis of Natural Variation of Seed Oil Content in Brassica napus
全基因組和轉錄組關聯研究為甘藍型油菜種子含油量的自然變異提供了遺傳基礎
期刊：Molecular Plant
影響因子：12.8
樣本：505 份甘藍型油菜群體的基因組重測序；309+274 份樣本轉錄組測序
該研究收集 505 份甘藍型油菜進行重測序分析，獲得 10,620,048 個變異位點。結合種子含油量（SOC）性狀進行 GWAS 分析，鑒定得到 27 個與含油量顯著相關的 QTL 位點。同時該研究還選取部分材料，對兩個發育階段（20DAF，309 份材料；40DAF，274 份材料）的種子進行轉錄組測序，并鑒定了基因表達與 SOC 之間的關聯性，分別在 20DAF 和 40DAF 材料中檢測到 605 個和 148 個與 SOC 顯著相關的候選基因。
由于作物的 LD 區間較大以及人工選擇等因素的影響，根據 GWAS 分析結果，從 QTL 區間中定位致病基因往往比較困難。該研究基于多組學數據，整合 GWAS、TWAS 分析結果，對甘藍型油菜 SOC 相關 QTL 區間的候選基因進行優先排序，在 qOC.A05.3 和 qOC.C05.3 區間發現了相同的致病基因 BnPMT6。實驗驗證表明 BnPMT6 負調控油菜含油量，與預測結果一致，基因表達分析暗示 BnPMT6 可能受到 LEC1 和 FUS3 兩個油脂合成關鍵轉錄因子的調控。
案例二
標題：Identification of Novel CD74-NRG2α Fusion From Comprehensive Profiling of Lung Adenocarcinoma in Japanese Never or Light Smokers
從日本未吸煙者和輕度吸煙者的 LUAD 綜合概況中鑒定新型 CD74-NRG2α 融合蛋白
期刊：J Thorac Oncol
影響因子：12.46
樣本：125 例日本 LUAD 陰性患者進行了全外顯子序列測定和 RNA 測序
本研究表明，應用基因表達譜分析結果預測手術后患者預后具有一定價值，有意義基因突變的識別對日本肺腺癌患者靶向藥物的用藥的優化具有重要意義。然而不同種族間肺腺癌（LUAD）分子結構的差異尚待研究。研究者對來自亞洲的從不吸煙者或輕度吸煙者的 LUAD 進行了分子分析，以發現這種獨特疾病實體的新的靶向突變和預后生物標記物。在 88 例（70.4%）患者中發現了與癌癥基因組圖譜（TCGA）研究不同的特定熱點突變。還鑒定了 FGFR2 和 NRG2α 的兩個新融合。基于 mRNA 表達譜而非基因突變譜的聚類可以預測患者的預后。在我們的隊列中，由三個基因集的表達所產生的風險評分是一個對于總生存率和無進展生存率很強的預后指標，并通過 TCGA 隊列進一步驗證。在 996 例患者中，每個驅動因素的改變分布在所有組織學亞型中。原位腺癌被證實含有驅動基因突變，提示這些改變是 LUAD 發病的早期事件。ERBB2 基因突變在年輕人中的代表性過高。
轉錄組學與基因組學聯合分析不僅可以相互驗證結果，還可以從因果層次縮小目標基因數量，鎖定核心基因，實現從 SNP 到轉錄水平再到生物學功能的系統研究。
參考文獻：
[1] Tang Shan,Zhao Hu,Lu Shaoping et al. Genome- and transcriptome-wide association studies provide insights into the genetic basis of natural variation of seed oil content in Brassica napus.[J] .Mol Plant, 2021, 14: 470-487.
[2] Kohsaka S , Hayashi T , Nagano M , et al. Identification of Novel CD74-NRG2α Fusion From Comprehensive Profiling of Lung Adenocarcinoma in Japanese Never or Light Smokers[J]. Journal of Thoracic Oncology, 2020, 15(6).
