论文部分内容阅读
胚胎的发育从受精卵开始，经过2细胞期、4细胞期、8细胞期、桑椹胚、囊胚，发育成外胚层、中胚层和内胚层。在发育过程中，细胞通过增殖、分化等过程发育成其他不同类型的细胞，形成完整的个体。越来越多的实验证明，lncRNA在胚胎发育过程中起着重要的调控作用。本研究从公共数据库中下载了124个早期胚胎发育样本的单细胞转录组测序数据，采用tophat+cufflink的方法对转录组数据进行从头组装，再用编码能力预测软件（CPC、CPAT）预测其编码能力，共获得了13559个新的lncRNA分子。将这些新的lncRNA和已知蛋白质基因转录物、已知非编码RNA合并，构建表达谱矩阵，采用聚类分析、相关性分析和PCA分析对表达谱数据建模，分析各样本之间的相关性及其PCA的空间分布特征；使用WGCNA（加权基因共表达网络分析）对表达谱矩阵进行共表达网络分析，探索新lncRNA与已知基因间的共表达网络关系。 本研究结果中得到14个共表达模块（Module），与胚胎发育时期强相关的有6个Module，分别是：与Oocyte、Zygote、2-cell和4-cell样本时期相关的turquoise Module、与8-cell样本类型相关的brown Module、与8-cell和Morulae样本类型强相关的black Module、与ES样本类型相关的blue Module、与Late blastocyst类型相关的red Module、与 Late blastocyst和ES样本类型都相关的yellow Module。新lncRNA主要位于turquoise Module。在每个Module内TOP50基因的共表达网络中，turquoise Module含有两个新lncRNA，red Module中含有一个新lncRNA，分别是TCONS_00090184、TCONS_00073062和TCONS_00240623，已知非编码基因在各共表达网络中也占有相当数量。对6个Module的基因进行功能富集分析(GO)，富集结果符合胚胎发育各时期所需要的功能，如胚胎不同发育阶段对应于相应的GO term生殖细胞发育（GO:0007281）、子宫内胚胎发育（GO:0001701）、卵母细胞分化（GO:0009994）、非编码RNA代谢过程（GO:0034660）、囊胚发育过程（GO:0001824）、出生或孵化后中止胚胎发育过程（GO:0009792）等；主要富集到的信号通路（KEGG）如孕酮介导的卵母细胞成熟、Wnt信号通路、ErbB信号通路、MAPK信号通路和Neurotrophin信号通路等，还有一些与疾病相关通路，如亨廷顿氏病信号通路、帕金森病信号通路、甲状腺癌信号通路和阿尔茨海默病信号通路等等。 上述结果表明，在早期胚胎发育的过程中lncRNA发挥了重要的相关调控功能，这些研究结果对于揭示lncRNA在早期胚胎发育过程中的功能具有重要意义。