Identification of Dominant Transcripts in Oxidative Stress Response by a Full-Length Transcriptome Analysis
Identification of Dominant Transcripts in Oxidative Stress Response by a Full-Length Transcriptome Analysis
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通过全长转录组分析鉴定氧化应激反应中的主要转录本
DOI：
10.1128/mcb.00472-20
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发表时间：
2020
影响因子：
5.3
通讯作者：
Yamamoto Masayuki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Otsuki Akihito;Okamura Yasunobu;Aoki Yuichi;Ishida Noriko;Kumada Kazuki;Minegishi Naoko;Katsuoka Fumiki;Kinoshita Kengo;Yamamoto Masayuki
我们的身体通过多层调节机制（包括KEAP 1-NRF 2系统）改变一系列细胞保护酶/蛋白质的表达水平来应对环境压力。虽然NRF 2上调许多细胞保护基因的表达，但在短读段RNA测序（RNA-Seq）中存在基本限制，导致关于在转录水平上解释细胞保护基因诱导的有效性的混乱。为了精确地描述亚型在应激反应中的使用，我们对来自三名志愿者的淋巴母细胞样细胞在正常和亲电应激诱导条件下进行了独立的全长转录组分析（亚型测序; Iso-Seq）。我们首先确定了KEAP 1和NFE 2L 2（编码NRF 2）的第一个外显子的使用，并发现了转录本多样性的存在。然后，我们研究了在胁迫条件下NRF 2靶基因的异构体使用的变化，并确定了在大多数NRF 2靶基因中占主导地位的几种异构体。通过Iso-Seq分析确定的同种型的表达水平显示出与通过短读RNA-Seq确定的表达水平的显著差异;后者可能在转录物的丰度方面产生误导。这些结果支持转录本的使用受到严格调控，以在亲电胁迫下产生功能蛋白。我们目前的研究强烈认为，长读转录组测序可以实现重要的好处。
Our body responds to environmental stress by changing the expression levels of a series of cytoprotective enzymes/proteins through multilayered regulatory mechanisms, including the KEAP1-NRF2 system. While NRF2 upregulates the expression of many cytoprotective genes, there are fundamental limitations in short-read RNA sequencing (RNA-Seq), resulting in confusion regarding interpreting the effectiveness of cytoprotective gene induction at the transcript level. To precisely delineate isoform usage in the stress response, we conducted independent full-length transcriptome profiling (isoform sequencing; Iso-Seq) analyses of lymphoblastoid cells from three volunteers under normal and electrophilic stress-induced conditions. We first determined the first exon usage inKEAP1andNFE2L2(encoding NRF2) and found the presence of transcript diversity. We then examined changes in isoform usage of NRF2 target genes under stress conditions and identified a few isoforms dominantly expressed in the majority of NRF2 target genes. The expression levels of isoforms determined by Iso-Seq analyses showed striking differences from those determined by short-read RNA-Seq; the latter could be misleading concerning the abundance of transcripts. These results support that transcript usage is tightly regulated to produce functional proteins under electrophilic stress. Our present study strongly argues that there are important benefits that can be achieved by long-read transcriptome sequencing.
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--
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