k-gram方法识别microRNA前体

MicroRNAs(miRNAs)是动植物中较短的参与调控基因表达的功能性非编码RNA序列.第一个miRNA是通过实验手段发现的,然而通过实验手段识别miRNA在技术上仍然具有很大的挑战性和不完整性.因此,miRNA基因识别需要寻求计算方法来弥补实验方法的不足.提出了一个全新的miRNA前体的识别方法.在构造识别模型中,把初级序列和序列二级结构相结合,采用k-gram方法把序列信息映射到高维特征空间中,然后通过特征选取方法提取特征,并用这些特征为miRNA前体的识别构造了基于SVM的识别模型.同时,采用隐马尔可夫模型(HMM)的学习方法进行了比较.实验结果表明,该方法是有效的,可以达到较高的敏感性和特异性.     

拟南芥基因组中新的microRNA预测及分析

MicroRNA（miRNA）是一类存在于动植物体内、长度为21～25nt的内源性小RNA,对生物体的转录后基因调控起着关键作用,但一些低丰度的miRNA和组织特异性miRNA往往很难发现。为了系统识别拟南芥基因组中新的非同源miRNA,首先基于已报道的拟南芥miRNA的特征,从全基因组范围中筛选出453条可能的miRNA前体;其次,为了进一步对上述miRNA前体进行筛选,利用人的miRNA前体数据构建了支持向量机模型GenomicSVM,该模型对人测试集的敏感性和特异性分别为86.3％和98．1％（30个人miRNA前体和1000个阴性miRNA前体）,对拟南芥测试集的正确率为93．6％（78个miRNA前体）;最后,利用GenomicSVM预测上述453条miRNA前体序列,得到了37条候选的新的拟南芥miRNA前体,为进一步的miRNA实验发现研究提供了指导。     

MicroRNA靶向病毒携带的microRNA模拟靶序列对病毒的抑制作用

Micro RNA模拟靶序列(target mimic,TM)通过竞争性结合miRNA,从而干扰miRNA对靶标m RNA的调控.我们前期工作发现:以黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)作为载体在植物体内表达TM序列有效地抑制了miRNA的活性或稳定性,从而消减了miRNA对靶基因的调控.但是,miRNA与CMV携带的TM序列的结合在一定程度上抑制了病毒的积累.研究分析了miRNA靶向病毒携带的TM序列对病毒抑制作用的内在原因.a.通过RNA印迹分析CMV携带不同miRNA TM序列对病毒积累的影响,进一步明确miRNA靶向病毒携带的TM序列对病毒的抑制作用;b.利用GFP作为报告基因,通过荧光显微镜、蛋白质印迹以及RNA印迹分析TM序列对重组病毒积累的影响;c.以GFP作为报告基因,利用荧光显微镜观察和免疫印迹方法分析模拟靶序列对GFP翻译的影响;d.利用CMV病毒的反式复制系统分析miRNA模拟靶序列对病毒负链RNA合成的影响.结果表明,多种植物内源的miRNA靶向CMV基因组携带的miRNA TM序列,在不同程度上抑制了病毒的积累,miRNA与其TM序列的结合抑制GFP蛋白的翻译和负链的合成.植物内源的miRNA通过与病毒基因组携带的miRNA模拟靶序列结合,通过抑制病毒蛋白的翻译以及病毒负链RNA的合成,从而降低了病毒的积累水平.基于该论文的研究结果有可能建立一种抗病毒的新方法.     

基于纳米孔通道检测microRNAs对乳腺癌辅助诊断的研究

乳腺癌的发生、发展与miRNA 31、miRNA 195、miRNA 892b等的异常表达明显相关。因此,miRNA 31、miRNA 195、miRNA 892b可作为乳腺癌的生物标志物及治疗预后指标。本文研究了一种对乳腺癌早期检测的新方法:设计探针(probe)并使用α-溶血素(αHL)纳米孔道单分子检测方法检测乳腺癌miRNAs。DNA探针与miRNA的中间序列完全匹配,特异性识别目标miRNA。miRNA·probe复合物分子穿过纳米孔道时,由于probe序列不同导致复合物分子与αHL相互作用不同,以至于miRNA 31·probe 31、miRNA 195·probe 195、miRNA 892b·probe 892b有不同形状和不同堵塞时间特征信号,可以有效区分该三种miRNAs。因此,未来有望实现乳腺癌的早期检测。     

人源microRNA前体的全基因组预测

microRNA（miRNA）是一类不编码蛋白的调控小分子RNA,在真核生物中发挥着广泛而重要的调控功能.由于miRNA的表达具有时空特异性,因而通过计算方法预测miRNA而后有针对性的实验验证是miRNA发现的一条重要途径.降低假阳性率是miRNA预测方法面临的重要挑战.本研究采用集成学习方法构建预测miRNA前体的分类器SVMbagging,对训练集、测试集和独立测试集的结果表明,本研究的方法性能稳健、假阳性率低,具有很好的泛化能力,尤其是当阈值取0.9时,特异性高达99.90%,敏感性在26%以上,适合于全基因组预测.采用SVMbagging在人全基因组中预测miRNA前体,当取阈值0.9时,得到14933个可能的miRNA前体.通过与高通量小RNA测序数据的比较,发现其中4481个miRNA前体具有完全匹配的小RNA序列,与理论估计的真阳性数值非常接近.最后,对32个可能的miRNA进行实验验证,确定其中2条为真实的miRNA.     

miRNA靶基因的筛选方法及其相关网络资源北大核心CSCD

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类广泛存在于动植物中,大小约22 nt的单链非编码小分子RNA.它通过与靶mRNA 3'末端非翻译区(untranslational region,UTR)结合,使mRNA降解或翻译抑制.大量的研究结果表明,miRNA在动植物的生长发育、细胞分化、细胞增殖与凋亡、肿瘤发生等诸多环节发挥着重要的调节作用.目前,miRNA靶基因的筛选方法主要有生物信息学筛选和实验方法两大类,且在互联网上拥有大量相关的网络共享资源.本文通过对现有miRNA靶基因的筛选方法及其相关网络资源进行整理与比较分析,以有效指导并辅助miRNA领域的研究.     

基于EST和GSS序列的玉米未知微RNA的数据挖掘

miRNAs通过与靶基因互补位点配对结合,在转录后水平负性调控靶基因的表达.根据miRNA进化上的保守性,以拟南芥、水稻等已知的植物miRNAs为探针,与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对,采用一系列的标准进行筛选,最后预测得到24个玉米miRNA前体,通过靶基因的预测共得到61个靶基因.通过生物信息学方法大大提高了人们发现miRNAs及其靶基因的效率,补充了玉米miRNA数据库的不足.     

红花microRNAs靶基因的生物信息学预测

miRNA是一类动、植物细胞中负责转录后调控的非编码RNA,植物的miRNA通常来源于具有茎环结构的单链RNA前体上,加工成熟后同ARGONAUTE转变成蛋白复合体结构,通过结合并沉默蛋白合成模板的方式关闭完整的基因表达网络。由于miRNA存在组织表达的特异性,且miRNA在植物中的表达高度保守。通过高通量测序获得的红花(Carthamus tinctorious L.)miRNA序列信息与红花转录EST数据库比对,通过靶基因预测筛选,对属于104个家族的173个红花miRNA进行预测,其中得到109个miRNAs对应调控的385个红花靶基因。并且通过Nr基因注释表明多数红花miRNA的靶基因编码包括调控细胞生长发育、信号转导及新陈代谢等相关的功能蛋白。     

信息熵方法大批量分析成熟体及前体miRNA序列的重要位点

为了寻找miRNA连续序列上的位点保守性和碱基关联性的证据,本研究通过信息熵分析研究了一些已报告的miRNA和它们前体上的一些重要位点,根据miRNA的来源（动物、植物和病毒）和序列在miRNA前体上的位置（头部和尾部）,把得到的数据分为12组,然后通过计算单个碱基信息的冗余度（D1（L））和相邻碱基相关信息冗余（D2（L））的方法来分析这些数据,研究结果表明D2（L）比D1（L）含有更多的信息,尽管在各个组里面D1（L）和D2（L）值的变化基本呈正相关,病毒的前体miRNA比来源于动物和植物的前体miRNA在这些关键位点上更具有保守性,另外,和其他碱基相比,U在所研究的位点中占有很大比例,研究发现在一些组的中间位点（即Dicer酶在前体miRNAs上的剪切位点）十分保守,这个现象表明保守性在miRNAs的成熟过程中很重要,而且可能参与了Dicer酶的识别和剪切过程,以上这些结果从另外一个角度理解了miRNA前体的一级结构。     

循环microRNAs的外泌形成机制及其对乳腺癌侵袭和转移的影响

目前乳腺癌的临床诊疗主要依赖影像学和相对较少的预后/预测指标(如雌激素受体、孕激素受体、HER2等).这些生物标志物主要是基于原发肿瘤病灶的生物学检测,可用于转移或复发的检测指标很少,尤其是在切除肿瘤原发灶后,复发监测很困难.循环cell-free microRNAs(circulating cf-miRNAs,或简称circulating miRNAs)的发现为改变现有乳腺癌临床诊疗模式提供了可能.Cell-free miRNA通过外泌体、微囊或转运蛋白的主动外泌机制,可能在循环miRNA的形成中起着重要作用.Cell-free miRNA特别是circulating miRNA不仅自身可以作为信号分子影响肿瘤细胞和组织微环境,而且还可以与其他信号通路发生交互通讯来调控肿瘤部位新生血管的形成和肿瘤细胞表型的上皮-间质转换,影响乳腺癌的侵袭和转移.本文综述了循环miRNA的特征与分泌机制,特别是乳腺癌相关的循环miRNA参与作为一种液体活检生物标志物在乳腺癌诊断、预后评价和疗效评估的临床意义.     

microRNA计算发现方法的研究进展

microRNA (miRNA)是近几年发现的一类长度为～21 nt的内源非编码小RNA, 在植物和动物中发挥着重要而广泛的调控功能。它的发现主要有cDNA克隆测序和计算发现两条途径。由于cDNA克隆测序方法受miRNA表达的时间和组织特异性以及表达水平的影响, 而计算发现可以弥补其不足, 因此miRNA的计算发现方法研究受到了广泛的重视。文章对近几年计算发现miRNA的研究进展进行了综述, 根据计算发现方法的本质, 将计算发现方法归纳为5类, 分别是同源片段搜索方法、基于比较基因组学的预测方法、基于序列和结构特征打分的预测方法、结合作用靶标的预测方法和基于机器学习的预测方法, 并对各类方法的原理、核心思想、优点和局限性进行了分析, 最后探讨了进一步的发展方向。     

CID-miRNA: a web server for prediction of novel miRNA precursors in human genome

microRNAs (miRNA) are a class of non-protein coding functional RNAs that are thought to regulate expression of target genes by direct interaction with mRNAs. miRNAs have been identified through both experimental and computational methods in a variety of eukaryotic organisms. Though these approaches have been partially successful, there is a need to develop more tools for detection of these RNAs as they are also thought to be present in abundance in many genomes. In this report we describe a tool and a web server, named CID-miRNA, for identification of miRNA precursors in a given DNA sequence, utilising secondary structure-based filtering systems and an algorithm based on stochastic context free grammar trained on human miRNAs. CID-miRNA analyses a given sequence using a web interface, for presence of putative miRNA precursors and the generated output lists all the potential regions that can form miRNA-like structures. It can also scan large genomic sequences for the presence of potential miRNA precursors in its stand-alone form. The web server can be accessed at http://mirna.jnu.ac.in/cidmirna/.     

计算识别microRNA及其靶基因

小RNA的发现为基因调控系统研究提供了新的方向。在多数物种中已经发现了大量的小RNA。这一领域已经成为了近来研究的热点,在研究起始阶段,计算学方法已经成为实验研究中不可或缺的工具,许多发现是由生物学实验与计算学方法共同合作来完成的。在这篇综述中,我们总结了前人关于小RNA及其靶基因识别的理论知识。最后,讨论了关于预测小RNA及其靶基因的计算学方法和相关软件。