人和无脊椎动物结构性非编码RNA的发现、功能分析及数据库构建

发布时间：2021-02-14 03:42

　　非编码RNA占人类基因组的98%以上,在基因表达和调控中发挥着重要作用。真核生物基因组中的非编码序列包括5’UTR、3’UTR和内含子。非编码RNA主要包括tRNA、rRNA、small nuclear RNA（snRNA）、small nucleolar RNA（snoRNA）以及telomerase RNA等。这些功能性的非编码RNA通常都具有很好的二级结构。RNA的结构与其功能密切相关,不同功能的非编码RNA具有不同的二级结构特征,而且RNA的二级结构在长时间的进化中保守性很好。因此结构性的非编码RNA往往具有重要生物学功能。我们通过改进以前建立的结构性非编码RNA的生物信息学流水线,建立了应用于动物基因组结构性非编码RNA发现的生物信息学流水线,并在人和无脊椎动物基因组中发现了大量新的结构性non-protein-encoded RNAs（ncRNAs）。我们利用建立的评分系统,对非编码RNA库中的结构性非编码RNA进行打分筛选,提高预测的准确度。我们利用RNAcode评估这些结构性非编码RNA的编码能力,进一步去除有潜在编码能力的结构性RNA。同时,我们利用Infernal ... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：115 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

从真核基因组转录不同类型的ncRNA

7图1.1不同核糖开关调节机制图（A）核糖开关通过结合小分子，改变构想，调节终止子，调节转录的开关。（B）TPP核糖开关通过感应TPP，调节可变剪接。（C）核糖开关通过感应赖氨酸调节基因的翻译翻译。1.1.2.3结构性非编码RNA研究进展在物种进化过程中，一些结构保守的RNA被保留下来，很可能是因为随机发生的变异可以形成结构上的互补性变异（compensatorymutation），在选择压力作用下被保留下来。根据这些变异的碱基，许多算法（algorithm）如QRNA[48]、RNAz[49]、CMfinder[50]、Evofold[51]、及其它的算法[52,53]可以进一步预测RNA的结构。通过这些结构预测软件可以在基因组中快速大量的寻找结构性非编码RNA。结构性ncRNA[23,24,54-60]最早发现于20世纪50年代，到2000年，发现了tRNA（转运RNA）、snRNAs、7SL（SRPRNA,信号识别颗粒RNA）及9类核酶，如rRNA（核糖体RNA，能够合成蛋白质）、RNAseP（加工tRNA前体的一种核酶），GroupIintron（能够自我剪接）、GroupIIintron、Hammerhead、Hairpin、HDV、NeurosporaVS、GIRI。2000年以后，美国耶鲁大学Breaker实验室应用生物信息学的方法不仅发现了天然的核酶，还发现了核糖开关及其它结构性ncRNA[61,62]。天然的核酶如我们发现的Hatchet、Pistol和Twistersister核酶（图1）[63-67]；2010年和2014年，他们在细菌、古细菌（Archaea）和宏基因组（Metagenome）中发现了130个RNAmotifs（不同类别的RNA），包括一些新的核糖开关，如氟离子、Guanidine核糖开关等[68,69]；2017年，进一步从细菌

121.4技术路线本文主要通过优化已有的生物信息学流水线在人类基因组以及无脊椎动物中寻找结构性的非编码RNA，通过建立评分系统对获得的大量结构进行评分，通过构建功能分析的流水线对高分motif进行功能分析，最后为本研究获得的大量结构性非编码RNA构建Str_ncRNA数据库。x.图1.3技术路线图应用建立的结构性非编码RNA发现流程CMline系统性的搜索人基因组和无脊椎动物基因组中的结构性非编码RNA，通过评分程序筛选候选非编码RNA，应用功能分析流程分析候选非编码RNA的功能，通过LAMP搭建Str_ncRNA数据库。

【参考文献】：
期刊论文
[1]非编码RNA的生物信息学研究方法:RNA结构预测及其应用[J]. 张浩文,杨禹丞,鲁志.  生命科学. 2014(03)
[2]RNA二级结构预测方法综述[J]. 邹权,郭茂祖,张涛涛.  电子学报. 2008(02)



本文编号：3033056