Downstream-of-Gene Transcript (DoG RNA)芯片

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• 数谱生物独家提供Arraystar Human DoG RNA芯片技術服務，助力分析和研究人类DoG RNA。该芯片包含超过13,000個探針，可以同时检测和定量DoG RNA、DoG宿主基因的pre-mRNA 以及作爲其潛在調控靶點的下游重疊轉錄本，具有高度的準確性和特異性。

   

  爲什麼要研究DoG？>>

  DoG RNA是一類由於轉錄未能正常終止、发生转录通读（transcription read-through）时，在蛋白编码基因转录终止位点之后继续转录的RNA。>>

   

  DoG RNA在疾病中對基因轉錄的調節 >>

  • DoG RNA在细胞衰老中介导转录干扰；
  • DoG RNA在病毒感染过程中调控基因组的三维结构。
  

  
  

  DoG RNA形成的嵌合體RNA和環狀RNA在癌症和疾病中的作用>>

  
  

  DoG RNA受m6A修飾、R-loop等表觀遺傳調控的影響>>

• 全面涵蓋 DoG RNA的潛在下游調控靶點：

  • 與下游鄰近基因正向重疊的lncRNA、circRNA；

  • 嵌合體 RNA（DoG RNA宿主基因與下游鄰近基因的順式剪接產物）；

  • rt-circRNA（DoG RNA宿主基因與下游鄰近基因的反式剪接產物）；

  • 與下游鄰近基因反向重疊的mRNA 和 lncRNA。

  
  

  Arraystar對特定剪接位點的特異性探針設計：

  • 一張芯片可同時檢測 DoG RNA 和所有類型的靶 RNA；

  • 保證檢測的高度精確性；

  • 避免測序方法繁瑣而分散的計算和分析（Table 1）；

  靈敏度高，尤其适用于DoG下游circRNA和嵌合體RNA等低丰度RNA和微量樣本。

   

  Table 1. 優勢對比：DoG RNA芯片比單次測序的檢測範圍更廣泛、结果更准确

  RNA類型		探針設計策略 (圖2)	測序方法	結果分析的生物信息學方法
  DoG RNA		DoG宿主基因3’端 polyA元件下游3 kb處		DoGFinder, ARTDeco, Dogcatcher
  DoG宿主基因的pre-mRNA		外顯子-內含子接頭處
  DoG RNA 下游靶標	mRNAs/LncRNAs	外顯子-外顯子接頭處
  	下游circRNAs	反向剪接位點附近	大部分circRNA由於丰度較低難以被測序準確檢測，而增加测序数据量会显著增加实验成本	CIRCexplore
  	轉錄通讀circRNAs (rt-circRNAs)	反向剪接位點附近		CODAC
  	嵌合體RNAs	順式剪接位點附近		STAR-Fusion, Arriba, STARSEQR

   

  圖1. Arraystar DoG芯片探針設計

  
  

  • DoG 区域探针：檢測位於DoG宿主基因3′末端polyA元件以外3 kb处的 DoG RNA，不与宿主基因重叠。
  • DoG宿主基因探针: 在DoG宿主基因的pre-mRNA在外显子-内含子接头处或内含子内部设计探针，不与其成熟体mRNA重叠。
  • DoG RNA下游转录本探针Downstream transcript probe: 對於DoG RNA下游的mRNA/ lncRNA/ circRNA/ 嵌合体RNA/ rt-circRNA，在成熟体mRNA的外显子-外显子接头处设计探针、在circRNA的反向剪接位点处设计探针。
  

• Arraystar Human DoG RNA芯片包含超過14,000個探針，可同时检测和量化 DoG RNA及其潛在的調控靶點，包括DoG RNA宿主基因的pre-mRNA 、下游重叠的转录本等，具有高准确性和强特异性。

  
  

  Table 2. Arraystar Human Downstream-of-Gene (DoG) RNA芯片

  探針總數	14,707
  探針結合位點	DoGs (downstream-of–gene transcripts): DoG宿主基因3’末端polyA元件以外3 kb處。 Pre-mRNAs from the DoG host genes: DoG宿主基因的pre-mRNA外顯子-內含子接頭處。 Downstream sense-overlapping LncRNAs of DoGs: lncRNA的外顯子-外顯子接頭處。 Downstream sense-overlapping CircRNAs of DoGs: circRNA的反向剪接位點處。 ChimeraRNAs (mature cis-splicing products of read-through transcripts of DoG and downstream read-in chimeric genes): 嵌合體RNA的順式剪接接頭位點。 rt-circRNAs (circular RNAs produced by back-splicing of read-through transcripts): 轉錄通讀rt-circRNA的反向剪接位點。  Downstream anti-sense overlapping lncRNAs or coding RNAs of DoGs: 成熟體RNA的外顯子-外顯子接頭處。 Drosophila spike-in RNAs:結合果蠅來源control RNA的對照探針。
  探針特異性	轉錄本特異性
  DoG RNA數目	4,460
  DoG宿主基因的 pre-mRNA數目	4,460
  DoG RNA下游正向lncRNA數目	480
  DoG RNA下游circRNA數目	1,546
  嵌合體RNA數目	539
  轉錄通讀rt-circRNA數目	356
  DoG RNA下游反向lncRNA數目	1,866
  對照探針數目	1,000
  來源數據庫	DoG RNA: 公開發表的高分文獻[1-13] DoG宿主基因: GENCODE human V44[15] DoG RNA下游mRNA和lncRNA: GENCODE human V44[15] DoG RNA下游circRNA: circBase[14, 20] 嵌合體RNA: FusionGDB2[22] , GENCODE human V44[15],公開發表的高分文獻[15, 17, 21] 轉錄通讀rt-circRNA: 公開發表的高分文獻[18, 19] 對照探針: ENSEMBL BDGP6.46[16]
  芯片規格	8 x 15K

  
  

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  圖2. Arraystar Downstream-of-Gene (DoG) RNA Microarray Profiling芯片的實驗流程. 首先用oligo(dT)和T7隨機引物對total RNA做逆轉錄合成cDNA，然后利用T7 RNA聚合酶合成cRNA，同时将Cy3熒光基團加到cRNA的3’末端，纯化后将cRNA與Arraystar DoG RNA芯片雜交併進行DoG RNA定量分析。

• Arraystar DoG RNA芯片是對DoG RNA 檢測和分析最靈敏、最有效和最可靠的方法，数据分析结果包括直接可使用的芯片数据、对 DoG RNA 的豐富分析和註釋。

   

  Table 3. 差異表達DoG RNA列表，包括DoG來源基因的pre-mRNA、DoG下游lncRNA等，包含系统详细的RNA註釋。

  DoG comparison (Group1 vs. Group2)
  		Differential Expression
  transcript ID	transcript_name	P-value <0.05	|log2FC|>1	Regulation
  DoCACNA1C	DoCACNA1C	0.0000148	2.28324637	up
  DoCACNA1C-pre-mRNA	CACNA1C-pre-mRNA	0.0000203	2.10372869	up
  DoCACNA1C-sense-LINC02371-202	LINC02371-202	0.0000103	2.52167687	up
  DoCACNA1C-antisense-ITFG2-AS1-201	ITFG2-AS1-201	0.0000671	-2.0136142	down
  DoACADM	DoACADM	0.0000115	-2.4050353	down
  DoACADM-pre-mRNA	ACADM-pre-mRNA	0.0000169	-2.2008475	down
  DoACADM-sense-hsa_circ_0012969	hsa_circ_0012969	0.0000107	-2.6164853	down
  DoACADM-rt-circRNA	rt-circRNA-ACADM-RABGGTB-e7e2	0.0000059	-2.814912	down
  DoABR	DoABR	0.000000034	3.10297237	up
  DoABR-pre-mRNA	ABR-pre-mRNA	1.6E-09	5.44875714	up
  DoABR-sense-hsa_circ_0004931	hsa_circ_0004931	0.000000334	2.96418948	up
  DoABR-ChimeraRNA	ChimeraRNA-ABR-NXN-e16e2	4.16E-08	4.49189189	up

   

  Annotation
  DoGRegion _Locus	DoGRegion _Length	HostGene	Sense overlapping DownstreamTranscripts	Anti-Sense overlapping DownstreamTranscripts
  chr12:2697950- 2779950:+	82000	CACNA1C (ENST00000399655)	lncRNA ----- LINC02371-202 || LINC02371; rt-circleRNA || CACNA1C(ENST00000399655) 45/47 || LINC02371(ENST00000670289) 2/5	lncRNA ----- ITFG2-AS1-201 || ITFG2-AS1
  chr1:75763720- 75805086:+	41366	ACADM (ENST00000370841)	CircRNA ----- hsa_circ_0012969(NM_004582 2-6/9) ; CircRNA ----- hsa_circ_0012970(NM_004582 4-6/9) ; CircRNA ----- hsa_circ_0114121(ENST00000319942 2-2/9) ; CircRNA ----- hsa_circ_0114123(NM_002440 2-4/20) ; Coding ----- MSH4-201 || MSH4 ; Coding ----- RABGGTB-201 || RABGGTB ; rt-circleRNA || ACADM(ENST00000370841) 7/12 || RABGGTB(ENST00000319942) 2/9
  chr17:998017- 1003518:-	5501	ABR (ENST00000302538)	ChimeraRNA || ABR(ENST00000302538) 1/23 || NXN(ENST00000336868) 2/8 ; ChimeraRNA || ABR(ENST00000302538) 16/23 || NXN(ENST00000336868) 2/8 ; CircRNA ----- hsa_circ_0004931(NM_022463 2-5/8) ; CircRNA ----- hsa_circ_0005351(NM_022463 6-7/8) ; CircRNA ----- hsa_circ_0041179(NM_022463 3-4/8) ; CircRNA ----- hsa_circ_0041180(NM_022463 2-4/8) ; Coding ----- NXN-201 || NXN ; lncRNA ----- ENST00000574560 || ENSG00000262434	CircRNA ----- hsa_circ_0001967(NM_013337 2-3/4) ; Coding ----- MRM3-201 || MRM3 ; Coding ----- TIMM22-201 || TIMM22 ; lncRNA ----- ENST00000573877 || ENSG00000262133 ; lncRNA ----- ENST00000576252 || ENSG00000262003 ; lncRNA ----- ENST00000612517 || ENSG00000277491

  Transcript ID: DoG RNA的ID編號。

  transcript_name：DoG RNA或相關轉錄本的名稱。

  P-value：評估兩組DoG表達水平的差異是否具有統計學顯著性的p值。

  |log2FC|：差異倍數作log2轉換的絕對值，表示实验组与对照组之间DoG表達水平的變化倍數。

  Regulation：兩組比較的上調（up）或者下调（down）。

  DoGRegion_Locus：DoG RNA所在的基因組位置，以染色体号和起始、终止位置表示。

  DoGRegion_Length：DoG RNA的長度，以碱基数（nt）为单位。

  HostGene：DoG RNA的來源基因名稱。

  Sense overlapping DownstreamTranscripts：與DoG RNA在同方向上重疊的下游轉錄本。

  Anti-Sense overlapping DownstreamTranscripts：與DoG RNA在反方向上重疊的下游轉錄本。

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  圖3. DoG RNA研究路線

    

  參考文獻

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