SpatialTE:从空间转录组数据集分析转座因子表达的工具 | 空间转录组分析工具推荐

2022-01-18 207文献解读

空间转录组学(ST)正在改变我们研究基因表达的方式。然而在大量转录组数据中,转座因子(TE)由于其高度重复性而未被研究。近年来,TEs被认为是基因表达的重要调节因子。因此,以空间分辨率的方式进行TE表达分析,可以进一步帮助了解它们在组织内基因调节中的作用。

近日,《International journal of molecular science》发表了一个从ST数据集分析TE表达的工具:SpatialTE。

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SpatialTE是什么?

为了提高ST分析的潜力,科研团队开发了SpatialTE,这是一个定量的生物信息学工具,可以从ST获得的组织(如大脑、脊髓、肾脏等)数据集中检查和分析TE表达。

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根据使用的ST技术,虚线框对应于SpatialTE的输入文件(以文件图标和名称显示)。绿色框对应于外部ST分析流程的运行(执行每个空间点的基因表达的读取对齐和识别),而黄色框对应于SpatialTE中的关键过程:首先,具有至少1个read的TEs被选中;其次,对于这些被选中的TEs计算两个指标:覆盖率和映射分数;第三,TEs可以通过用户定义的覆盖率阈值进行过滤;最后,SpatialTE根据TEs的映射分数生成两个输出文件(TEs按位置和分类)。

SpatialTE的基准测试和验证

根据科研团队的基准和验证实验表明:SpatialTE可以精确地确定TE表达的空间位置。

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将SpatialTE应用于ALS患病小鼠脊髓的数据,显示TEs确实在不同的空间位置表达。有趣的是,TEs在背角和腹角的表达比在脊髓的内侧或远端区域观察到的表达要高。

根据LINE、SINE、LTR和DNA转座子的类别分析TE表达显示:除了DNA转座子外,所有类别都有助于TE的总表达。这些结果与证据一致,表明一些LTR和non-LTR TE(如LINE和SINE)在疾病中被激活。此项研究结果揭示了TE类别之间的差异。

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研究团队还将SpatialTE的使用扩展到其他高度异质的组织,如成年小鼠大脑的10×空间转录组数据集,其研究结果表明在所有的大脑切片中都可以看到TE的表达,每一类都显示出不同的活动模式。这些结果表明TEs具有不同的空间表达,进一步表明TEs以特定方式对每个大脑区域的基因调控网络特征作出贡献。

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最后研究团队想将SpatialTE应用于尚未研究过TEs的样本。为此,其使用了成年小鼠肾脏的相应冠状切片。结果显示:TEs在肾脏中确实有不同的表达,而且它们的表达,至少对某些TE来说,是受空间控制的;TEs在肾脏的各个区域(髓质与皮质)发挥着调节作用。

了解TEs在基因调控中的作用与发生在大脑或周围器官的许多其他退行性疾病有关。未来的研究将从SpatialTE中受益,并开始揭示TEs表达差异背后的机制。重要的是,阐明TEs是否在以细胞特异性方式调节基因表达方面发挥作用。

SpatialTE是作为一个开源的Bash脚本实现的,其详细的使用说明可在GitHub存储库的README文件中找到】:  https://github.com/bvaldebenitom/SpatialTE

参考文献
Valdebenito-Maturana B, Guatimosim C, Carrasco MA, Tapia JC. Spatially Resolved Expression of Transposable Elements in Disease and Somatic Tissue with SpatialTE. Int J Mol Sci. 2021 Dec 20;22(24):13623.
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