仿刺参对时间序列压力胁迫的分子响应
近日,中科院深海所张海滨研究团队在期刊Frontiers in Genetics上发表了题为 “Molecular Response to High Hydrostatic Pressure: Time-Series Transcriptomic Analysis of Shallow-Water Sea Cucumber Apostichopus japonicus”的文章。研究团队使用高压培养装置模拟深海高压环境,通过转录组分析浅海仿刺参对压力胁迫的分子响应。实验包括:1.高压环境时间序列(1–24 h)培养;2.进行高压(25 MPa)培养后,在常压条件下时间序列恢复(0.5–48 h)培养。
研究发现,参与基因信息传递的bZIP转录因子是对压力变化最敏感的基因家族,在高压培养2–4小时后开始显著高表达。接下来产生响应的生物学过程是泛素化和细胞内吞,与这两个生物学过程相关的基因家族分别在高压培养4小时和6小时后开始显著高表达。
另外,研究发现大部分基因在受到高压胁迫后立即开始调整表达水平(此时尚未检测到显著差异),上调或者下调的速率随时间增加逐渐降低;解除高压胁迫后,大部分基因立即开始恢复,恢复速率随时间增加逐渐降低(如图示)。本研究的结果对深海动物的采样具有一定的借鉴意义。由于深海样品在回收至水面的过程中面临剧烈的压力变化,如需避免基因表达发生显著改变,则应在尽量短的时间内完成对样品的固定。深海所硕士生陈家炜为论文第一作者。
聚类分析、差异表达分析和主成分分析结果
P0–P24:高压培养0–24小时
R0.5–R48:常压恢复0.5–48小时
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