红喉北蜂鸟
前言
近期，BioRxiv上刊登了运用SMRT测序技术进行蜂鸟转录组分析的最新结果。在这一研究当中，针对蜂鸟独特代谢机制，科学家们发现了解释这一过程的新线索。在这一研究项目中，PacBio SMRT测序技术以其超长读长、无需拼接，可以在没有参考基因组的情况下直接进行全长转录本异构体测序的优点，起到了非常重要的作用。
来自美国约翰霍普金斯大学、加拿大多伦多大学以及PacBio公司的研究人员共同参与了一个关于蜂鸟代谢机制的研究项目，运用单分子、全长转录本测序技术，旨在更好地诠释蜂鸟是如何在糖代谢与脂质代谢中切换的。这篇文章发表在最新一期BioRxiv上，题为“Single molecule, full-length transcript sequencing provides insight into the extreme metabolism of ruby-throated hummingbird Archilochus colubris”。文中，作者提到“蜂鸟能够在短时间内对任意一种能源代谢进行切换，这一过程具有显著的灵活性。” 并且“储存式脂肪产生的原则就是由日常糖前体的摄入到脂质的从头合成。有时在即将迁徙飞行的前几天，也能够很快的进行这一过程。”
作者通过Iso-Seq直接得到了红喉北蜂鸟肝脏的全长isoform序列。在文库构建阶段，通过片段化选择，构建了1-2kb，2-3kb，3-6kb，5-10kb四种片段大小的文库，测序工作在PacBio RSII平台上进行。
图1：平均CCS读长分别是1533bp，2464bp，3650bp，以及5444bp。
正如这篇文章所述，这是“首次针对禽类特定组织得到的高覆盖度转录组数据”。在没有参考基因组的情况下，长读长PacBio数据可以准确的呈现isoform选择性剪接的序列。“运用全长转录本数据，我们发现得到基因isoform数据的清晰全图已然没有必要进行比对。”作者还提到，“长读长使得转录本完全不需要进行组装，可以在没有基因组的情况下进行分析。”接近一半的读长在最终分析时覆盖了包括5‘端和3’端的全长基因，例如分析到了polyA尾的信息。
针对同一基因家族的转录本，并关注于那些独特的isoform，作者们还运用COGENT 方法对转录本序列进行分析。 “COGENT是一种专门针对在没有参考基因组信息的条件下，进行转录组组装的分析方法。”这一分析结果呈现了一系列高度多样性的isoform，正如作者所说“这是蜂鸟肝脏的中，更接近完整转录组的分析结果。”
图2，经过COGENT分析，11个MATR3基因的isoform序列简化为3个独特的isoform。
在这样一系列的数据结果中，科学家们发现了一些蜂鸟独特的基因。作者提示，“在脂类代谢途径上，这些基因表现出特异的富集，说明蜂鸟通过这些基因的不同异构体，达到高水平的代谢效率。”
作者还指出，接下来的功能分析对于揭示一些感兴趣的基因功能会非常重要。
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