宏转录组学(Metatranscriptomics)的研究对象是微生物组mRNA,在获取微生物组总RNA并去除rRNA之后,反转录为cDNA,并构建合适长度的插入片段文库,对这些文库进行双端高通量测序,从而能定量整个菌群中具有活性的物种组成及其对应功能的表达水平,进而锁定菌群中的关键生物标记物、阐明其生物学意义。

技术路线

技术路线

分析内容

    1.     原始数据预处理和质量控制
    2.     mRNA序列组装拼接
    3.     功能注释与表达谱分析
        •     KEGG/GO/EggNOG/CAZy功能注释
        •     表达量分布展示
        •     表达量差异分析/比较分析/聚类分析
        •     共有-特有KEGG代谢通路分析
    4.     物种注释与组成谱分析
        •     物种注释/差异分析/聚类分析
        •     MEGAN/GraphIAn可视化展示
        •     稀疏曲线/累积曲线/等级曲线分析
        •     物种互作网络关联分析
        •     SourceTraker分析
    5.     特定数据库的注释分析
        •     分泌蛋白/T3SS预测分析
        •     PHI/VFDB/MvirDB/ARDB/CARD数据库注释分析
    6.     Alpha和Beta多样性分析
        •     Alpha多样性分析
        •     PCoA/NMDS/UPGMA/PCA分析
        •     共有功能/物种类群Venn图分析
        •     功能-物种一致性分析
    7.     生物标志物筛选
        •     LEfSe分析
        •     RDA/CAP/PLS-DA分析
        •     PERMANOVA/ANOSIM分析
        •     随机森林分析

部分分析结果展示
Unigene 表达量差异分析火山图&CAZy功能注释

Unigene 表达量差异分析火山图&CAZy功能注释

案例解析

Perilipin-2调节小鼠肠中膳食脂肪诱导的微生物全局基因表达谱
肠道菌群是造成肥胖和代谢疾病的决定性因素。之前的研究表明,敲除Perilipin-2能够调节肠道菌群结构,并且消除长期高脂肪饮食对小鼠的毒害作用。本研究通过宏转录组测序,鉴定了处理组与野生型小鼠在高脂肪与低脂肪饮食下的基因表达差异,结果显示宿主的基因型差异不会影响菌群结构,但是会影响肠道菌群的功能,为宿主和菌群的研究提供了新的思路。

处理组与对照组TCA代谢途径中酶表达量的比较

处理组与对照组TCA代谢途径中酶表达量的比较


参考文献:
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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