NAR | Ribo-seq应用：解析跨物种昼夜节律转录与翻译特征的多组学数据库

生物体内的昼夜节律钟是一个近24小时的内源性振荡器，能协调机体生理过程与昼夜环境交替保持同步。在哺乳动物中，节律系统通过下丘脑视交叉上核（SCN）的主起搏器与外周组织钟协同维持代谢、免疫等核心生理稳态。

在分子层面，昼夜节律调控并不局限于转录本丰度的周期性变化，而是跨越了表观遗传、初生转录及翻译等多分子层级。随着高通量测序技术的迅速推进，各类昼夜节律多组学数据呈爆发式增长并分散于不同公共数据库中。

然而，各研究实验设计差异大，常用节律检测算法在统计假设与敏感性上分歧明显。这种跨平台的数据异质性与算法依赖性，严重阻碍了科研人员在基因层面对昼夜节律多层次调控特征进行系统性整合与准确解析。

2026年11月2日，西北农林科技大学陈华涛、长庚大学赵需文与台湾中央研究院庄树谆团队合作，在Nucleic Acids Research上发表了题为“CircaVal: a gene-centric multi-omics platform for exploring circadian regulatory features”的研究论文。该研究开发了CircaVal平台，整合了人、小鼠和狒狒的大规模昼夜节律多组学数据，并通过整合节律评分实现了对节律基因的科学优先排序与多维解析。

文章索引

【标题】CircaVal: a gene-centric multi-omics platform for exploring circadian regulatory features

【发表期刊】Nucleic Acids Research

【发表日期】2026年11月2日

【作者及团队】西北农林科技大学陈华涛、长庚大学赵需文与台湾中央研究院庄树谆团队

【IF】15.0

研究结果

一、CircaVal平台构建与多组学数据整合

该平台整合了来自人类、小鼠和狒狒的9415个样本，涵盖RNA-seq、scRNA-seq、ChIP-seq、ATAC-seq、GRO-seq、Nascent-seq及Ribo-seq核糖体印迹分析。

所有数据均通过标准化流程处理，并关联了基因注释、本体论信息及多组学调控特征。

二、整合节律性评分框架的建立

研究通过整合九种节律检测方法，开发了IRS以量化节律性证据的强度与跨数据集的可重复性。

该评分有效降低了单一方法带来的偏差，能够更稳健地识别具有高度一致性的候选节律基因。

三、组织特异性基因表达与节律性关联

通过对组织特异性基因进行分类，平台揭示了不同组织中节律基因的表达偏好。

该功能支持用户联合分析基因的组织富集特征与节律性，从而深入挖掘特定组织中的核心节律调控网络。

四、多组学视角下的节律基因深度解析

以Amdhd1基因为例，CircaVal展示了从IRS优先排序到多层级调控特征的探索流程。

通过整合染色质可及性、转录因子结合、新生转录及多聚核糖体翻译数据，研究证实了该基因在多分子层面的节律性调控机制。

总结

CircaVal作为一个以基因为中心的整合平台，成功解决了昼夜节律研究中多组学数据分散与分析标准不一的难题。该平台不仅为节律基因的优先筛选提供了强有力的工具，也为理解昼夜节律在多分子层面的复杂调控机制提供了重要参考。