【摘要】：近年來,長非編碼RNA(lncRNA)因其潛在的生物學功能而備受關(guān)注。借助高通量轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)(RNA-Seq),研究者已經(jīng)在包括人、小鼠等哺乳動物在內(nèi)的多種生物中發(fā)現(xiàn)了數(shù)以十萬計的lncRNA。研究表明,lncRNA普遍具有低序列保守性和低表達水平的特點,因此難以直接建立序列與功能之間的聯(lián)系。鑒于功能性非編碼RNA(ncRNA)在二級結(jié)構(gòu)層面具有保守性,由此推斷功能相近的lncRNA的二級結(jié)構(gòu)也同樣具有一定程度的保守性。本文主要借助生物信息學方法,圍繞lncRNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測問題展開研究和開發(fā)。主要工作如下:(1)研究了主流的RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法(主要包括比較序列分析法、動態(tài)規(guī)劃算法和基于機器學習的分類預(yù)測方法等類別),分析并比較了這些方法的優(yōu)缺點。綜述了主要的ncRNA序列和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫,包括miRBase、GtRNAdb、RNaseP數(shù)據(jù)庫、Rfam、GENCODE、lncRNAdb 和 NONCODE 等。(2)在此基礎(chǔ)上,提出RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的評估系統(tǒng)(lncRScan-Fold-Assess),其主要功能包括:報告利用RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法預(yù)測得到的RNA二級結(jié)構(gòu)信息、計算RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法的預(yù)測精度和比較不同的RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法的性能等。lncRScan-Fold-Assess 提供了 RNAfold、MARNA、Mfold、Pfold、Sfold、RNAstructure 和CentroidFold七種主流的RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法的預(yù)測功能。(3)為了更好地將我們設(shè)計的RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的評估系統(tǒng)用于科學研究。我們設(shè)計實驗將 lncRScan-Fold-Assess 應(yīng)用于 miRNA、tRNA、RNasePRNA、ncRNA 和 lncRNA,結(jié)果表明:在預(yù)測一組同源序列時,基于比較分析法的Pfold和質(zhì)心法CentroidFold的效果明顯優(yōu)于基于最小自由能的RNAfold、mfold、Sfold和RNAStructure。但是,預(yù)測一條單個序列的時候,基于不同原理的預(yù)測方法得到的結(jié)果沒有明顯的差異。綜上,用戶利用lncRScan-Fold-Assess可以同時對多種RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法的性能進行評估,進而可以選擇性能較好的方法輸出結(jié)果,因此lncRScan-Fold-Assess可以幫助提高當前l(fā)ncRNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的效率。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O157.4
【圖文】：

圖２．１邋ＲＮＡ二級結(jié)構(gòu)的平面圖表示法逡逑

逑平面圖表示法［２３］是常見的ＲＮＡ二級結(jié)構(gòu)表示方法，即在二維平面上繪制ＲＮＡ二級結(jié)逡逑構(gòu)的堿基配對情況（如圖２．１）。圖中ＲＮＡ序列的堿基沿一條曲線依次排列，堿基之間的逡逑點代表堿基對。逡逑圈圖（ｃｉｒｃｌｅ邋ｇｒａｐｈ）是另外一種平面圖表亦法，它將ＲＮＡ序列按順序均勾地繞圓圈分逡逑布，堿基對用弧線連接（如圖２．２）。逡逑■ｍ逡逑ｒ邋Ａ邋６邐＊邋ｆ邋Ｃ邋ｊｉ逡逑（Ｐ逡逑＿逡逑ｃ邋ｈ邋ＩＨ邋ｌ逡逑ｒ邋Ｉ逡逑７￥逡逑圖２．２邋ＲＮＡ二級結(jié)構(gòu)的平面圖表示方法（圈圖）逡逑２．２．２點－括號對表不法逡逑點－括號對是用一對括號表示一對堿基配對的關(guān)系［２４］，沒有發(fā)生交叉就用小括號代替，逡逑有發(fā)生交叉則用中括號，沒有匹配的則用冒號表示。點－括號對的表達方法如下：逡逑用７？來表示某一個序列，穴＝郵２．．．１＊１１，其中１＾｛４１７，（７，（：｝；／＿邋＝邋］，２．．．１１，則及上的二級逡逑結(jié)構(gòu)點－括號表示法的定義為：字符序列５＂＝ｓｉＳ２．．．ｓｎ。則有以下要求：逡逑（１）

（－０．４８０，０．１５０，０．２０８），（－０．９５０，０．２７９，０．１４６），（－０．４７２，－１．２８０，０．０９８），（１．１８０，－０．６４０，０．０６６），（－０．６２０，０．３逡逑９０，０．０４５），（－０．５２０，－０．５１０，０．０２９），（０．４５０，－０．０５０，０．０２３），（０．９３２，－０．２３２，０．０１７）｝，在邋３－Ｄ邋空間里的有逡逑向曲線表示，見圖２．４。逡逑０邋２５－１邐＾逡逑］邋／邋＼逡逑／邋＼逡逑０．２－１邐，＼逡逑／邋＼逡逑０，１５ｉ邐／邐＼逡逑０．０５」邐ｃ－一－一一一逡逑0邋丨邋—逡逑Ｖ邋ｊ＾邐邐逡逑１邋－－－一－一；邐２逡逑０）邋0一一0邋１逡逑－１．５邋＊＊１逡逑圖２．４序列ＡＵＧＣＬｒＣ＇ＡＵ＇Ｇｆ對應(yīng)的有向曲線逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 王婷梅;曲麗娜;李瑩輝;;LncRNA的結(jié)構(gòu)、功能及其與疾病的關(guān)系[J];中國生物化學與分子生物學報;2015年07期

2 黃伊子;李都悅;劉偉;周瑋;;RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測算法的研究進展[J];湖南農(nóng)業(yè)科學;2014年18期

3 高青;鞠志花;王長法;李國榮;;miRBase-microRNA序列數(shù)據(jù)庫[J];家畜生態(tài)學報;2011年06期

4 白鳳蘭;徐麗;;RNA二級結(jié)構(gòu)的數(shù)學表示及其應(yīng)用[J];大連交通大學學報;2010年06期

5 寧正元;林世強;;RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法[J];福建農(nóng)林大學學報(自然科學版);2007年01期

6 廖波,王天明;RNA二級結(jié)構(gòu)的最小自由能算法[J];生物數(shù)學學報;2003年03期

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 苑寅;帶假結(jié)RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測研究[D];電子科技大學;2013年

本文編號：2762595