RNA-seq 분석을 위한 논문 탐험

예전에 RNA-seq 한번 리뷰하고 거기서 ERNAGE라는 프로그램에 관한 논문을 정리 한적이 있었다. 이번에 정말로 RNA-seq 데이터를 다뤄야 하고 예전에는 거의 초점이 eukaryote에 맞춰졌기 때문에 bacteria의 transcriptome에 관련하여 좀더 논문들을 정리해 보고자 한다. 


start point 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3025319/
내가 분석해야 하는 대상이 미생물 균주, bacteria 이기 때문에 우선 위 논문을 시작으로 한다. 위 리뷰논문을 보면 관련 논문을 잘 정리해 놨다. 마지막 limitations에 관한 내용을 보면 RNA secondary structure, random hexamer priming, second strand synthesis, PCR amplication stage에 의해 문제가 유발되는데 이는 ion-catalyzed hydrolysis와 direct RNA sequencing으로 어느정도 해결 가능하다고 마무리.. 아 그리고 figure1 이 실험종류와 단계에 대한 정리를 잘해놨다(결론적으로 directional 이나 아니냐 둘로 나뉘는데.. 확실히 directional로 실험을 해야 맞는거 같은데.. 안타깝게도 우리 데이터는 아닌듯). 오른쪽 그림 참조


second paper
http://www.biomedcentral.com/1471-2180/8/72
음.. 우리가 non-directional 로다가 실험을 했기에 또 기기가 FLX인 관계로 위 first point 의 reference 중 상황이 가장 유사한 논문이 바로 위 url. 일단 genome size 가 대략 3Mb, megaplasmid 가 있는거 빼곤 우리 상황이랑 비슷하다. 
아.. 이 논문은 아닌거 같다. BMC microbiology에 나온건데.. 초창기 논문이라 그런지 아마도 FLX로 다가 transcriptome을 거의 처음 했다는 이유로.. rRNA depletion을 했는데도 read의 90 % 가 rRNA에 mapping되니. 그래서 아마도 논문의 방향을 novel gene finding으로 전환한듯. 여튼 패스..


third paper
http://www.sciencemag.org/content/326/5957/1268.short
좀 뭔가 의미 있는 내용을 보기 위해 그냥 선택한 논문. science니까. 첫번째 논문에서 인용도 많이 한거 같고. 음.. 읽어보니 확실히 사이언스다. 두번째 논문 봤을 때는 이거 일주일이면 하겠다고 생각했는데.. 
spotted array, tiling array, rna-seq (rna-seq 도 directional 한 방법을 이용) 모두 이용해서 operon의 boundary를 정한다 (expression이 급격히 떨어지는 region). 그리고 operon이 poly- | mono- cistronic 인지 확인한다 (rna-seq만 이용했을때 false positive가 얼마인지도 조사). operon을 정하고 나면 promoter region을 찾고 대략적인 TSS와 CDS와의 거리도 조사한다. 또한 trascriotion end site의 2차구조를 봐서 hairpin 구조가 transcription termination에 영향이 있는지 확인한다. polycistronic operon에 있는 gene들의 decay behavior도 관측한다. 여까지는 대략적인 transcriptome landscape라고 할까. 
그 뒤 여러 다양한 조건에서의 expression 변화를 가지고 context-dependent modulation of operon structure involving repression or activation of operon internal or end-located genes (아.. 그러니까.. 음.. 하나의 operon 안에 여러 유전자가 위치에 따라 module화가 되어 (suboperon 마냥) 상황에 따라 오듈 단위로 다르게 expression 한다 뭐 이런.. 맞나..) 을 봤다. 또 이와 같은 이유는 eukaryote 에서 처럼 다양한 factor의 작용에 의한 것이 아닐까 추측 그리고 factor가 될만한 후보자들을 가지고 expression clustering. 해서 아.. factor가 많음 갑다라고 추측.


중요한건 the proteome organiztion is not explainable by the genome organizaion. 그리고 the expression heterogeneity within operon 이 아마도 생각했던것보다 bacteria의 transcriptional regulation이 eukaryote과 많이 유사하기 때문이지 않나 싶다는 것.


fourth paper
http://bioinformatics.oxfordjournals.org/content/early/2009/10/24/bioinformatics.btp612.full.pdf
다음은 분석 툴에 대한 논문이다. 정확히 이야기 하면 R package. 


checklist
1. Segmentation algorithm : for identification of uncovered region in tiling array
2. Local convolution method : finding operon boundary
3. How do they decide polycistronic & monocystronic operon (maybe by DSSS)
4. In polycistronic how they divide genes in operon
5. Sigma 70 promoter region (TSS located within 60bp from CDS start site)