原核轉錄組測序探索嗜冷甲烷葉菌響應溫度的機制

2015-12-18    編輯:諾禾致源
探索嗜冷甲烷葉菌響應溫度機制

研究背景

嗜冷產甲烷古菌不僅對地球寒冷區域潮濕土壤中的甲烷排放具有重要意義,同時,對低溫沼氣的發酵也具有較大的影響。盡管已知嗜冷產甲烷古菌在低溫環境中發揮著重要作用,但目前獲得培養的嗜冷產甲烷古菌卻很少。嗜冷甲烷葉菌是一種重要的產甲烷古菌,其嗜寒性的分子機制尚不清楚。

方法流程

樣品取材

245棋牌1. 嗜冷甲烷葉菌R15,8℃ 和18℃,培養于

含有20mM 三甲胺的礦物質介質中。

2. 收集對數中期的細胞,4℃培養。

文庫類型

1. Total RNA+spike-in control
245棋牌 2. Ribo-zero 去核糖體

3. (+)文庫:TEX+TAP處理

(-)文庫:TAP處理

245棋牌(w)文庫:Total RNA鏈特異性文庫

測序策略

Illumina HiSeq 2000(+)/(-):SE100
245棋牌 (w):PE100

主要分析

TSS分析
操縱子分析

研究結果

1、研究共鑒定出已注釋ORFs中48.4%的TSS位點。作者發現同許多原核生物不同,嗜冷甲烷葉菌有約51%的mRNA具有較長5' UTR(>50nt),約24%的mRNA 5' UTR 大于150nt(圖1)。

2、14%的基因擁有多重TSSs(圖2),此外還有84個基因擁有低溫響應的gTSS和啟動子,在不同的溫度下會轉錄形成含有不同剪切形式5' UTR的轉錄本,這種轉錄后水平的調控協同轉錄中調控來影響mRNA的表達水平與穩定性,從而控制古菌的低溫適應性。

245棋牌3、嗜冷甲烷葉菌的轉錄后調控較其它原核生物更為活躍。研究鑒定出195個sRNAs,40%的sRNAs在低溫環境下差異表達,其中8℃誘導組的9個sRNAs在啟動子上游含有cold box。以上發現表明sRNAs在古菌低溫適應調控方面有著非常重要的作用。

18℃和8℃條件下5

圖1   18℃和8℃條件下5' UTR的長度

18℃和8℃檢測到的TSS的維恩圖

圖2   18℃和8℃檢測到的TSS的維恩圖

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