

每周一节生信实操课-蛋白组学与转录组学关联分析

景杰生物

2024-11-29

此前的推文中，我们介绍了“蛋白与转录组关联分析“的原理，主要结合相关案例希望可以给各位老师提供一些研究思路。本期，我们将继续为大家重点介绍“蛋白组学与转录组学关联分析”的实际操作。让我们一起学习吧~

蛋白组学与转录组学关联分析

分析简介

转录本反映转录调控机制，涉及广泛的生物学功能，而蛋白质则执行生物体的各种功能，研究其表达水平至关重要。蛋白组学与转录组学关联分析是一种常用的手段用于分析在转录组水平和蛋白质组水平之间的异同点，揭示两者之间的关联性。通过关联转录组学与蛋白组学数据，可以系统、动态地描述遗传物质在生物体内的表达过程，推动生物学机制、疾病机理、医疗诊断和药物研发的深入探索。

分析流程

在之前的推文中，我们根据课题研究目的介绍了三种蛋白组与转录组的关联分析方案：

基于表达差异的关联分析：适用于关注实验组与对照组差异的情况，分析每个比较组差异转录本与差异蛋白的交叠情况并进行后续功能分析。

基于定量相关性的关联分析：适用于样本组比较多、关注在样本组中表达趋势的情况，基于转录本与蛋白在所有样本中的定量值的相关性进行分析，并对相关性高的基因进行后续功能分析。

基于PTR：适用于没有比较组的情况，基于protein-mRNA pairs计算蛋白&转录两组学中指定样本的均值比并进行后续功能分析。

图1 三种不同类型的分析流程

分析工具

为方便大家进行分析，我们在景杰生信云平台部署了"蛋白转录关联分析"工具，可以在线使用此工具进行上述分析。工具首页界面如下：

图2 工具首页界面

操作说明

此分析涉及三种流程，建议使用者先仔细阅读“在线预览帮助文档”

图3 在线帮助文档

1、上传文件

1）选择分析类型

此选项是必选项，因为选择不同的选项会给出不同的参数，也对应着不同的分析需求，当选中某个选项后，色块颜色会加深

图4 选择分析类型

2）上传原始文件

当选择分析类型不同时，上传的文件类型也不同，具体可参考各类的示例文件：

基于差异：蛋白组差异文件+转录组差异文件；

蛋白组差异文件示例（注意：第二列为与蛋白名对应的转录本名）：

图5 基于差异-蛋白组示例文件

转录组差异文件示例：

图6 基于差异-转录组示例文件

基于定量相关性：蛋白组定量文件+转录组定量文件+分组文件；

蛋白组定量文件示例（注意：第二列为与蛋白名对应的转录本名）：

图7 基于定量相关性-蛋白组示例文件

转录组定量文件示例：

图8 基于定量相关性-转录组示例文件

分组文件示例：

图9 基于定量相关性-分组示例文件

基于PTR：蛋白组定量文件+转录组定量文件+分组文件。

蛋白定量文件示例（注意：第二列为与蛋白名对应的转录本名）：

图10 基于PTR-蛋白组定量文件

转录组定量文件示例：

图11 基于PTR-转录组定量文件

分组文件示例：

图12 基于PTR-分组示例文件

以上三种分析都应注意：输入文件中必须要有蛋白名跟转录本名的对应信息，蛋白组与转录组的定量文件中样本需一致且均在分组文件中。

图13 上传文件界面（以基于差异为例）

2、选择注释信息

1）基于差异或者基于定量相关性：选择KEGG注释文件路径，自动匹配GO注释文件路径

注释文件路径位于“标准分析网页报告---生物信息学分析方法---注释文件夹路径”，按照上述信息，点击对应的文件夹路径选泽KEGG_pathway_annotation.xls即可

图14 点击选择KEGG注释文件

选择完KEGG注释文件之后，屏幕输出两个注释文件的路径(已选择的KEGG注释文件路径和自动匹配的GO注释文件路径)，表示操作正确

图15 选择GO注释文件路径

2）基于PTR分析：选择注释文件夹路径

注释文件夹路径位于“标准分析网页报告---生物信息学分析方法---注释文件夹路径”，按照上述信息，点击对应的文件夹选择即可，选择完注释文件夹之后，屏幕会输出注释文件夹的路径如下图所示，表示操作正确

图16 选择注释文件夹路径

3、提交分析

当之前的注释文件/注释文件夹选择完成后，根据每个页面右上角的“帮助信息”可查看具体参数的解释，选择合理的参数阈值（一般情况下参数默认即可），确认无误后点击“提交分析”，耐心等待结果，一般情况下分析时长在5分钟左右。

4 、下载结果

分析完成后，会提供下载按钮和修改文件名参数，您可以自己修改压缩包的文件名称，方便区分，然后点击下载按钮即可获取全部分析结果。

图17 下载结果

另外，我们也提供了报告在线预览功能，运行完成后可在左侧栏“预览网页版报告”中查看网页报告。

图18 在线预览网页报告

分析结果解析

经过分析后，您将会得到以下结果(以“基于差异-关联分析为例”)：

图19 “基于差异-关联分析”结果图集

A、转录组与蛋白组定量比较韦恩图；
B、转录本与其对应蛋白表达量散点图；
C、不同比较组中差异表达转录本与蛋白质分布统计图；
D、不同比较组中蛋白（A）与转录本（B）定量火山图；
E、比较组中差异表达蛋白与转录本比较分析韦恩图；
F、转录组与蛋白组不同调控关系下蛋白的功能富集分析气泡图；
G、转录组与蛋白组不同调控关系下蛋白的功能富集分析热图；