原核转录组测序探索嗜冷甲烷叶菌响应温度的机制

2015-12-18    编辑:诺禾致源
探索嗜冷甲烷叶菌响应温度机制

研究背景

嗜冷产甲烷古菌不仅对地球寒冷区域潮湿土壤中的甲烷排放具有重要意义,同时,对低温沼气的发酵也具有较大的影响。尽管已知嗜冷产甲烷古菌在低温环境中发挥着重要作用,但目前获得培养的嗜冷产甲烷古菌却很少。嗜冷甲烷叶菌是一种重要的产甲烷古菌,其嗜寒性的分子机制尚不清楚。

方法流程

样品取材

1. 嗜冷甲烷叶菌R15,8℃ 和18℃,培养于

含有20mM 三甲胺的矿物质介质中。

2. 收集对数中期的细胞,4℃培养。

文库类型

1. Total RNA+spike-in control
2. Ribo-zero 去核糖体

3. (+)文库:TEX+TAP处理

(-)文库:TAP处理

(w)文库:Total RNA链特异性文库

测序策略

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

主要分析

TSS分析
操纵子分析

研究结果

1、研究共鉴定出已注释ORFs中48.4%的TSS位点。作者发现同许多原核生物不同,嗜冷甲烷叶菌有约51%的mRNA具有较长5' UTR(>50nt),约24%的mRNA 5' UTR 大于150nt(图1)。

2、14%的基因拥有多重TSSs(图2),此外还有84个基因拥有低温响应的gTSS和启动子,在不同的温度下会转录形成含有不同剪切形式5' UTR的转录本,这种转录后水平的调控协同转录中调控来影响mRNA的表达水平与稳定性,从而控制古菌的低温适应性。

3、嗜冷甲烷叶菌的转录后调控较其它原核生物更为活跃。研究鉴定出195个sRNAs,40%的sRNAs在低温环境下差异表达,其中8℃诱导组的9个sRNAs在启动子上游含有cold box。以上发现表明sRNAs在古菌低温适应调控方面有着非常重要的作用。

18℃和8℃条件下5

图1   18℃和8℃条件下5' UTR的长度

18℃和8℃检测到的TSS的维恩图

图2   18℃和8℃检测到的TSS的维恩图

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