2021.11.20【读书笔记】|差异可变剪接事件及DTU分析

一、可变剪接(Alternative Splicing)
- 定义：
  - 同一前体mRNA分子，可以在不同的剪接位点发生剪接反应，生成不同的mRNA分子，最终产生不同的蛋白质分子的一种RNA剪切方式。
- 意义：
  - 1. AS是形成生物多样性的重要原因之一
  - 2. AS是基因表达调控的重要组成部分，与基因表达的时空性息息相关
  - 3. 由于可变剪接直接造成表达产物的差异，因此可变剪接在一些性状、疾病中发挥重要作用。
- 识别：
  - 分成了7个类型
- 识别工具：
  - SUPPA，#目前已升级为SUPPA2
  - 1.计算时间短。小数据，数分钟可以完成计算。
  - 2.识别可变剪接边界严格。
  - 3.结果可进行可视化展示，也可进行后续更进一步分析。
二、差异可变剪接：DAS
- 研究意义
  - 1.着重发现在外界环境改变时，表达量发现显著变化的可变剪接事件。
  - 2.这些可变剪接事件可能是更适应（或者更不适应）新的环境条件的。
  - 3.但是当研究基因表达量整体时，这种特定结构的表达量变化可能会被掩盖。
  - PSI
    - 计算方法
      - FPKM与TPM值计算差异
      - PSI值=split_in/(split_in+split_out)（TPM值）
    - PSI显著检验方法（略）
    - 后续分析
      - 流程
    - 筛选标准
      - |dPsi|>0.1, P-value<0.05
三、DAS分析实例
- 1.DAS的应用：
  - 文献：Large-scale analysis of genome and transcriptome alterations in multiple tumors unveils novel cancer-relevant splicing networks
  - (https://genome.cshlp.org/content/26/6/732.full)
  - 期刊：Genome Research
  - 影响因子：11.351
  - 发表时间：2016年
- 2.研究目的：研究11种癌症中，可变剪接的类型的变化情况及在RNA结合蛋白的结合域上的富集情况。
- 3.推测：在癌症中，RBP基因（RNA蛋白结合基因）突变可能与反常的可变剪接模式相关。
- 4.做了如下分析：
  - ①11中癌症中，DAS的类型分布；
  - ②在cancer-drivers中，DAS与基因突变及差异表达的关系；
  - ③在RBP基因中，DAS与基因突变及表达的关系；
  - 1
  - 2
  - 3
  - 4
  - 5
  - 6
- 5.总结
  - 1.该文献发现：在研究的11种癌症类型中，DAS在多种癌症的cancer-drivers中分较为普遍；
  - 2.在cancer-drivers中，DAS的发生与突变或者表达量改变没有必然关系；
  - 3.在RBPs中，DAS在某些癌症类型中分布比例较高；
  - 4.发生在RBPs中的DAS，与表达量没有显著相关，但是与突变可能存在潜在的关系；
  - 5.一些癌症间可能存在潜在的调控DAS的共有机制。
四、DTU分析简介
- 1.DTU：Different Transcript Usage
- 2.DTU分析的意义：同一个转录本可能同时发生多种复杂的结构变化，这时，关注这个转录本整体的变化情况而非具体的某一种可变剪接。
- 3.DAS与DTU的区别：DAS着重于分析具体某一个可变剪接事件在不同条件下的差异；而DTU不单独关注某一可变剪接事件，而是侧重于发生了可变剪接的这个转录本整体。
  - 1.主要针对结构变异类型较多、结构复杂的转录本。
  - 2.忽略基因表达量的影响，更有针对性的找到响应环境变化的转录本类型。
  - 3.三代全长转录本在检测结构变异上有较为明显的优势，对于结构复杂且响应环境变化的转录本，具有较为明显的研究优势。
- 2
- 总结
  - 1.SUPPA识别可变剪接类型齐全，且对结果有详细展示。
  - 2.DAS分析，是在表达层面，更深入的挖掘可变剪接可能存在的生物学意义。
  - 3.DTU与DAS研究的方法相似，主要区别在于研究的对象不同。
  - 4.DAS/DTU研究后续可增加富集、注释等内容，更深入的探讨差异事件/转录本的潜在功能。
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