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  • 發布時間:2016-10-27 15:27 原文鏈接: 山大泰山學者李國君教授再發轉錄組組裝新法

      生物通報道:山東大學首批泰山學者特聘教授、博士生導師李國君教授,1996年畢業于中科院數學與系統科學學院獲博士學位,曾在美國、澳大利亞、香港和韓國多所大學工作或訪問。2004年曾受聘為中科院軟件所兼職研究員,2005年被聘為美國佐治亞大學資深研究員。主要研究領域為生物信息學、系統生物學、圖論和組合最優化,相繼在各類學術雜志上發表學術論文100余篇。

      在去年3月份,李國君教授和黃秀珍博士帶領的團隊,在國際雜志《Genome Biology》發表一項研究,提出了一種新的轉錄組組裝方法——Bridger,旨在為兩種大眾組裝方法——基于參考序列的Cufflinks和從頭組裝方法Trinity——之間搭建一種橋梁關系。具體來說,他們采用Cufflinks所用的主要技術,來克服Trinity技術的局限性,因此開發出了一種更加先進的的從頭組裝方法(山大泰山學者發布新的轉錄組組裝方法 )。

      今年3月份,李國君教授帶領的課題組,聯手美國阿肯色州立大學的研究人員,在國際著名學術雜志《PLOS Computational Biology》發表一項研究,提出了一種新的從頭組裝方法——BinPacker。結果表明,在所有數據集中,BinPacker優于幾乎所有比較的組裝軟件。(山大泰山學者再發轉錄組組裝新方法)。

      在2016年10月19號,李國君教授帶領的課題組,與加州大學河濱分校的研究人員合作,又在《Genome Biology》雜志發表一項重要學術成果,題為“TransComb: genome-guided transcriptome assembly via combing junctions in splicing graphs”。李國君教授和加州大學河濱分校的姜濤(Tao Jiang)教授是本文共同通訊作者。姜濤教授早年畢業于中國科技大學,并于美國明尼蘇達大學獲計算機科學博士學位,目前是加州大學河濱分校計算機系終身教授、清華大學客座教授、“長江學者”特聘教授。本文第一作者是李國君教授的博士生柳軍濤。

      這項研究指出,最近的研究已經揭示了真核生物轉錄組無窮的復雜性和多樣性。為了了解可變剪接在多外顯子蛋白編碼基因中的確切機制,科學家們開展了計算和實驗研究。最近發表的一項研究表明,與可變剪接一起翻譯的蛋白質,可以被電子顯微鏡捕獲,這清楚地闡明了可變剪接的機制。然而,要闡明真核生物中的可變剪接機制,仍然是一個非常具有挑戰性的任務。

      為此,該研究小組提出了一種新的基因組引導性轉錄組組裝程序——TransComb。TransComb是根據一副節點圖發展而來的,由bin-packing策略和paired-end信息確定權重。新設計的擴展方法基于加權節點圖,可以準確地提取表示表達的轉錄本的路徑——無論它們的表達水平是高還是低。

      值得一提的是,bin-packing策略最早是在該研究小組以前的從頭組裝程序BinPacker中開發的,用于結合剪接圖,但是它被巧妙地應用于TransComb,連同paired-end信息一起來引導上述提到的加權節點圖上所有全長轉錄本的精確提取。在來自多個物種的真實數據和模擬數據上進行測試,研究人員發現,TransComb比所有四種比較領先的組裝程序(包括StringTie、Cufflinks、Bayesembler和Traph)表現得更為出色。例如,在人類K562數據集、人類H1細胞數據集和小鼠樹突狀細胞數據集上,TransComb可正確組裝的全長轉錄本分別比Bayesembler多23%、12%和13%。此外,它通常運行地比Cufflinks和Bayesembler更快,并且比其他組裝程序需要更少的內存。

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