整合单细胞与整体转录组鉴定造礁珊瑚中神经元热应激相关的候选基因

由 root 提交于 周三, 10/07/2026 - 06:47
在整体RNA测序中,细胞类型特异性的分子响应往往会被掩盖;而在不同环境条件下生成匹配的单细胞数据集仍然成本高昂且技术上具有挑战性,尤其是在非模式生物中。本文提出了一套整合现有整体RNA测序和单细胞RNA测序资源的工作流程,用于优先筛选与细胞类型相关的环境响应基因。我们以研究造礁珊瑚Stylophora pistillata中的热胁迫相关神经元基因为例,展示了该工作流程的应用。首先,根据单细胞转录组数据中的细胞类型特异性表达模式鉴定神经元基因,随后将其与热胁迫条件下整体RNA测序数据集中的差异表达基因取交集。与此同时,我们采用去卷积方法,直接从整体数据中推断细胞类型特异性的表达变化,从而独立捕获神经元的转录响应。该整合流程将此前整体RNA测序研究鉴定出的数千个热响应基因,缩减为9个与热胁迫相关且在神经元中富集的候选基因。其中,9个候选基因中的8个在同一神经元亚群中表现出最高的平均表达水平。基于靶向序列的特征分析支持鉴定出一个TRPA家族离子通道、两个钙调蛋白/中心粒蛋白家族Ca2+结合蛋白,以及一个配体特异性尚未确定的A类/视紫红质样G蛋白偶联受体(GPCR)。另外两个候选基因被预测为分泌蛋白,属于保守的珊瑚蛋白家族;其余候选基因的分子功能仍未明确。它们的协同调控表明,热胁迫可能引发神经元感觉过程和细胞内信号传导过程的重塑。我们的工作流程为利用现有转录组资源提取细胞类型相关的分子响应,并优先筛选候选基因开展进一步研究,提供了一种可扩展的框架。更广泛而言,该流程为在不同生物、细胞类型和环境条件下研究细胞类型特异性基因表达响应提供了一种无需构建新的单细胞数据集的通用策略。

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整合单细胞与整体转录组鉴定造礁珊瑚中与神经元热胁迫相关的候选基因

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Ruiqi Li

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Carly D Kenkel

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.10.05.756843

Ruiqi Li 1 南加州大学;

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发布于 2026 年 10 月 06 日。

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2026.10.05.756843;

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https://doi.org/10.64898/2026.10.05.756843

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Ruiqi Li

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2026.10.05.756843;

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.10.05.756843


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.05.756843v1?rss=1

🏷️ 单细胞转录组 整体转录组 转录组整合分析 细胞类型去卷积 珊瑚热胁迫 神经元候选基因