转录组学+蛋白组学

transcriptomics & Proteomics

转录蛋白整合分析

       转录组是在特定时间所需生物信息，编码蛋白质的基因衍生而来的 RNA 分子的集合。狭义讲是所有 mRNA 的集合， 它是在整体水平上研究细胞中基因转录的情况及转录调控的规律。简而言之，转录组就是从 RNA 水平研究基因表达的情况， 是研究细胞表型和功能的一个重要手段。而代谢组中的代谢物是通过翻译这些组成转录组的 mRNA 分子而合成后表达产生的。

      蛋白组是某种生物所能表达的所有蛋白质，蛋白质是生命功能的执行者，其含量的变化在生物体的生长、环境应激、疾病发生发展等过程中发挥着重要的作用。是生命活动执行者。

      转录组学告诉人们细胞中可能发生的行为，蛋白质组学告诉人们细胞中正在发生的行为，而代谢组学是研究生物样品中的代谢物谱的变化规律，告诉人们细胞中行为发生以后的状况。因此，整合研究转录组和代谢组的表达具有重要意义。

实验流程

分析内容

实例分析

蛋白质组和转录组整合揭示水稻d12突变中的多水平基因调控

基本信息

材料：d12突变体与野生型水稻                主要技术：iTRAQ、DEG、qRT-PCR

期刊：Front Plant Sci.                                 影响因子：3.948

文章摘要

叶片维管束系统分化和叶脉纹络在营养运输和维持植物形态中发挥关键作用。这是提高光合效率的一个重要农艺性状。然而，有关调叶片维管的脉络发育调节的信息却很少。在这里，我们利用水稻突变体(dl2)探讨叶维管形成和分化过程中的蛋白组和转录组变化。采用同位素相对和绝对定量(iTRAQ)标记和数字基因表达(DGE)技术，可以获得一个几乎完整的mRNA和蛋白表达列表。从列表中，我们发现有3172个蛋白质和能匹配到基因的9,865,230个标签。141个蛋白质和98个mRNA在dl2突变体和野生型之间差异表达。差异表达mRNA和差异表达的蛋白相关分析显示在mRNA和蛋白质之间表达相关性不高，说明转录和翻译过程有不同的调控作用。我们分析了差异表达蛋白所参与生物过程和代谢途径。一些关键蛋白的上调或下调证实维管分化是一个活跃的过程。这些关键的蛋白质包括以前没有报道过与维管分化过程有关，以及参与剪接途径的蛋白。综上所述，我们的结果表明，叶维管系统的发育和生理过程是一个全面调控，复杂的过程，这项工作确定了可用于调节叶维管发展的潜在遗传修饰目标。

方法流程

小鹿点评

本文以突变体和野生型材料为基础，从转录组和蛋白组两个方面进行分析，发现了大量差异表达的蛋白和mRNA，并通过了解其参与的生物学过程和代谢通路，解析微管发育过程中的分子变化。此外，将差异表达蛋白和mRNA对比发现两者的相关性不高，说明了复杂的转录后和翻译调控过程。

文献来源 

Peng X. Y. et al., Integration of the proteome and transcriptome reveals multiple levels of gene regulation in the rice dl2 mutant. 2015, Front Plant Sci.

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