南京大學(xué)、浙江大學(xué)和揚(yáng)州大學(xué)整合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組大數(shù)據(jù)解析植物lncRNA基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

2023年9月15日，南京大學(xué)醫(yī)藥生物技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、生命科學(xué)學(xué)院陳迪俊團(tuán)隊(duì)聯(lián)合揚(yáng)州大學(xué)左示敏團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)陳銘團(tuán)隊(duì)在《Plant Communications》上發(fā)表了題為“Single-cell transcriptome analysis dissectslncRNA-associated gene networks inArabidopsis”的研究論文。該研究通過整合分析已發(fā)表單細(xì)胞數(shù)據(jù)繪制了擬南芥幼苗期的細(xì)胞圖譜，在此基礎(chǔ)上解析了lncRNA的基因表達(dá)異質(zhì)性及基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

首先，作者通過整合28個(gè)已發(fā)表scRNA-seq數(shù)據(jù)集，構(gòu)建了一個(gè)擬南芥幼苗期的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜。在此基礎(chǔ)上，作者對在不同細(xì)胞類型中特異性表達(dá)的lncRNA進(jìn)行了深入分析，發(fā)現(xiàn)其與mRNA具有一致的表達(dá)模式。通過反卷積分析，發(fā)現(xiàn)lncRNA的細(xì)胞類型特異性極大地解釋了其組織特異性。然后，作者在細(xì)胞類型水平上構(gòu)建了lncRNA和 mRNA 共表達(dá)基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并深入解析了包括木質(zhì)部在內(nèi)的細(xì)胞類型特異性基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)大量lncRNA與蛋白編碼基因共表達(dá)基因模塊，而且這些共表達(dá)基因模塊被相同的轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控。最后，作者利用原位雜交試驗(yàn)手段對部分lncRNA的表達(dá)模式進(jìn)行了驗(yàn)證。此外，該研究還構(gòu)建了一個(gè)在線單細(xì)胞圖譜數(shù)據(jù)庫scPLAD，方便廣大研究者查閱lncRNA在不同細(xì)胞類型中的表達(dá)模式。綜上所述，這項(xiàng)工作將單細(xì)胞數(shù)據(jù)整合分析應(yīng)用于植物lncRNA的研究中，為解析lncRNA相關(guān)生物學(xué)功能提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源及研究思路。