近年来，随着组学技术的迅猛发展，组学分析已成为生物医学研究的重要工具。生物体性状的表现涉及复杂的生命活动，基因突变、基因表达水平、蛋白翻译后修饰及代谢结构变化等多种因素都影响着生物特征的变化。转录组学通过展示特定生物过程中细胞或组织中活跃的基因表达情况，成为连接基因组与蛋白质组的重要桥梁。相较于转录组，蛋白组更贴近生物体的功能状态，因为蛋白质是执行大多数生物功能的分子。转录组学提供了基因的瞬时状态，而蛋白组学则展现了基因的最终表现。

随着高通量测序技术的发展，转录组与蛋白组联合分析已成为机制研究的优选方式。尽管RNA-seq测序能够推动相关分子机制的研究，但mRNA的表达并不能完全反映蛋白质的表达，因为在翻译过程中，RNA可能受到翻译调控和RNA修饰等生物过程的影响，导致转录和蛋白表达的差异。高分辨率质谱技术的不断进步，使得蛋白质组学成为阐明细胞功能与分子机制的有力工具，联合分析的方法在高水平的科研文章中屡见不鲜。

通过转录组和蛋白组的数据，可以全面系统地研究基因表达与蛋白调控之间的相互作用。基因和蛋白的相互影响是实现特定生物功能的基础。联合分析使得我们能够探究基因的初始表达如何影响蛋白质的形成，以及基因表达产物对基因表达的反馈调控，有助于深入理解复杂的分子关系。

文献案例

转录组与蛋白组研究方案

分析内容包括：

• 转录组测序：
  • 差异基因火山图：用于展示两组样品中差异基因的显著性。
  • 差异基因热图：直观展示不同样本间基因表达量的变化。
  • 富集分析气泡图：通过富集分析了解基因的归类信息。
  • 富集分析环状图与通路的GSEA分析：关注基因整体表达趋势，更全面地解读某一功能单位的调节效果。
  • KEGG网络图：展示通路与基因之间的关系，全面了解通路及其间的互作。
• 蛋白组分析：
  • 差异蛋白柱状图：展示不同处理组中差异蛋白的上下调情况。
  • 差异蛋白质韦恩图：展示整体蛋白的差异性。
  • 富集分析气泡图：展示不同处理条件下的差异蛋白功能。
  • PPI蛋白互作网络：从蛋白组层面发现差异表达蛋白的变化，并帮助寻找关键节点。
• 联合分析：
  • 基于富集通路的共表达分析，筛选在不同组学水平上均显著富集的通路进行研究。
  • 基于调控网络挖掘关键调控物质，展示直接或间接的调控关系，并根据连接程度筛选关键物质。
  • 基于相关性分析筛选转录水平与蛋白水平之间的共表达基因/蛋白质，提取候选进行验证。

案例分享

以下是两篇不同领域的转录组与蛋白组联合研究的案例，展示如何通过有效的分析方案撰写高水平的文章：

案例一：《神经嵴衍生物的环境线索在胚胎神经母细胞瘤模型中充当转移触发因素》，发表在Nature Communications，影响因子147，发表时间：2022。研究表明，通过对暴露于胚胎发育信号的神经母细胞瘤细胞进行转录组与蛋白组分析，揭示了OLFM1蛋白在细胞粘附与迁移中的重要作用，为肿瘤转移提供了新的理解。

案例二：《通过转录组和蛋白质组的比较，揭示了低温对大蒜变绿的调控机制》，发表在Food Research International，影响因子70，发表时间：2022。通过分析不同贮藏温度下的大蒜样本，研究揭示了低温对大蒜变绿的关键机制，丰富了植物生物学对环境因素影响的理解。

总结而言，蛋白质组学作为转录组学和基因组学的重要补充，二者的联合分析有助于揭示基因表达与功能层面的复杂关系，从而更加精准地锁定关键功能基因或蛋白，并深入探讨两组学联动下的变化，提供更精细化的生物学功能分析。有兴趣了解更多信息和资源的研究者可通过尊龙凯时联系我们。