基于高通量測(cè)序技術(shù)的非編碼RNA研究.pdf

1、非編碼序列RNA不能被翻譯生成蛋白質(zhì)序列，但非編碼RNA可單獨(dú)行使調(diào)控功能或與其他功能性生物大分子結(jié)合行使作用，具有非常重要的生物學(xué)功能。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的非編碼RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，針對(duì)這些數(shù)據(jù)展開研究能夠更好地揭示其生物學(xué)意義。針對(duì)海量的高通量非編碼RNA測(cè)序數(shù)據(jù)的生物信息學(xué)分析是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，相關(guān)的分析方法尚需進(jìn)一步完善。本研究主要針對(duì)高通量測(cè)序技術(shù)下對(duì)非編碼RNA分析的模型建立、流程構(gòu)建、方法優(yōu)化等方面開展了較

2、為系統(tǒng)的研究工作，并探討了非編碼RNA可能的進(jìn)化機(jī)制。
　　本研究取得的主要成果為:
　　(1)開發(fā)了一套基于SOLiD測(cè)序平臺(tái)的小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)的分析流程，可針對(duì)色域編碼的測(cè)序結(jié)果進(jìn)行分析及可視化顯示，能夠比較樣本間小RNA表達(dá)量的差異及對(duì)新的miRNA進(jìn)行預(yù)測(cè)。該流程已成功地應(yīng)用于孕婦子癇相關(guān)的miRNA標(biāo)記基因的研究。
　　(2)在高通量測(cè)序數(shù)據(jù)中存在miRNA的異構(gòu)體現(xiàn)象，這些異構(gòu)體可能具有重要的生物學(xué)功能。為

3、了評(píng)估m(xù)iRNA的異構(gòu)水平，本論文提出了一種基于熵的方法用于研究高通量小RNA測(cè)序數(shù)據(jù)中miRNA異構(gòu)體，發(fā)現(xiàn)異構(gòu)水平比較高的miRNA的靶基因能富集到腫瘤相關(guān)的功能上，說(shuō)明這些異構(gòu)體并不是隨機(jī)產(chǎn)生的。將這個(gè)模型應(yīng)用于阿爾茲海默癥的高通量測(cè)序數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)有47個(gè)miNRA基因的異構(gòu)水平在該疾病的早期和晚期之間存在顯著的差異，其中17個(gè)是已知的疾病相關(guān)的miRNA（P＜1.59e-07）。與其miRNA表達(dá)量差異相比，發(fā)現(xiàn)基于miRNA5

4、'端異構(gòu)的熵差異的方法在阿爾茲海默癥中表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的結(jié)果;
　　(3)為了研究高通量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析過(guò)程中出現(xiàn)的無(wú)法比對(duì)到基因組的高質(zhì)量的序列，本論文設(shè)計(jì)了一套流程來(lái)分析前列腺癌中這些未知的存在差異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄片段，排除可能的污染和低復(fù)雜度序列后，發(fā)現(xiàn)了214個(gè)可能與疾病相關(guān)的長(zhǎng)度大于200個(gè)堿基的片段，通過(guò)一個(gè)非比對(duì)的模型來(lái)對(duì)這些片段是否是非編碼RNA進(jìn)行快速判斷;
　　(4)微生物群落的鑒定主要是通過(guò)高通量測(cè)序16S rR

5、NA的高變區(qū)來(lái)進(jìn)行。這需要設(shè)計(jì)引物對(duì)其高變區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，由于讀長(zhǎng)短導(dǎo)致很多物種不能被鑒定到屬水平。本論文提出通過(guò)屬特異性片段來(lái)檢測(cè)特定屬的方法，探討適合短讀長(zhǎng)高通量測(cè)序數(shù)據(jù)中檢測(cè)出更多的屬水平物種的策略。鑒于各個(gè)屬的屬特異性區(qū)域分布不同，通過(guò)一對(duì)引物進(jìn)行擴(kuò)增通常存在很大的偏好，而使用多個(gè)區(qū)域則可以明顯提高檢測(cè)微生物群落的能力，且有更多物種能被鑒定到屬水平。
　　(5)本論文還對(duì)miRNA和長(zhǎng)鏈非編碼RNA的起源進(jìn)行了探討。通過(guò)序列相