環(huán)狀RNA在三十年前就已被報(bào)道。最近隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,研究人員在越來(lái)越多的物種中發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA,但在硬骨魚(yú)中卻仍鮮有報(bào)道。大黃魚(yú)是我國(guó)一種重要的海水養(yǎng)殖魚(yú)類,本研究通過(guò)利用大黃魚(yú)基因組模擬得到的數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)有的兩種挖掘環(huán)狀RNA的生物信息學(xué)流程進(jìn)行評(píng)估,從中選取合適的流程對(duì)實(shí)驗(yàn)室原有大黃魚(yú)的真實(shí)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)狀RNA的挖掘,并進(jìn)行了大黃魚(yú)雌雄魚(yú)性腺環(huán)狀RNA的測(cè)序、挖掘,比較了兩者之間環(huán)狀RNA的表達(dá)差異。主要的研究結(jié)果如下:1.利用模擬數(shù)據(jù)對(duì)目前常用的兩種環(huán)狀RNA挖掘流程,從不同的環(huán)性與線性轉(zhuǎn)錄本測(cè)序量方面進(jìn)行評(píng)估,發(fā)現(xiàn)在環(huán)性轉(zhuǎn)錄本較低的條件下,其中的一款流程CIRCexplorer檢測(cè)到的環(huán)狀RNA的準(zhǔn)確率較高。但在環(huán)性轉(zhuǎn)錄本較高的情況下,另一款流程CIRI檢測(cè)到的環(huán)狀RNA的準(zhǔn)確率有所升高,挖掘到的環(huán)狀RNA的數(shù)量也較多,但CIRCexplorer的準(zhǔn)確率仍高于CIRI,挖掘到的環(huán)狀RNA的數(shù)量仍低于CIRI。2.根據(jù)模擬數(shù)據(jù)的評(píng)估結(jié)果,利用CIRCexplorer對(duì)大黃魚(yú)多組織混合樣本的RNA seq數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)狀RNA挖掘,檢測(cè)到了975個(gè)環(huán)狀RNA分子,其中65.95%來(lái)自編碼基因的外顯子;隨機(jī)挑選3條進(jìn)行驗(yàn)證,其中2條得到了確認(rèn)。對(duì)挖掘到的外顯子環(huán)狀RNA來(lái)源基因進(jìn)行GO以及KEGG富集分析,結(jié)果顯示,這些來(lái)源基因主要富集在結(jié)合、翻譯起始因子、細(xì)胞質(zhì)內(nèi)大分子代謝、翻譯等通路中。對(duì)其進(jìn)行microRNA靶點(diǎn)預(yù)測(cè)的結(jié)果顯示,大黃魚(yú)環(huán)狀RNA中有豐富的miRNA的結(jié)合位點(diǎn),其中有363個(gè)環(huán)狀RNA具有超過(guò)5個(gè)潛在的microRNA結(jié)合位點(diǎn),22個(gè)具有10個(gè)以上的miRNA-430與let-7家族的結(jié)合位點(diǎn)。3.進(jìn)行了大黃魚(yú)精巢和卵巢環(huán)狀RNA測(cè)序,從測(cè)序數(shù)據(jù)中,共檢測(cè)到環(huán)狀RNA 6115個(gè),其中2693個(gè)在精巢中特異表達(dá),1053個(gè)在卵巢中特異表達(dá);余下2369個(gè)在精巢和卵巢都有表達(dá)的環(huán)狀RNA中。表達(dá)差異分析結(jié)果顯示,有1065個(gè)環(huán)狀RNA的表達(dá)量在精巢相對(duì)上調(diào),而有621個(gè)表達(dá)量在精巢中相對(duì)下調(diào)。對(duì)這些差異表達(dá)的環(huán)狀RNA的編碼基因進(jìn)行GO富集分析,結(jié)果表明這些基因主要富集在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育(GO:0007399 nervous system development)、蛋白質(zhì)結(jié)合(GO:0005515 protein binding)以及谷氨酸受體活動(dòng)(GO:0004972 NMDA glutamate receptor activity)等GO術(shù)語(yǔ)上。KEGG代謝通過(guò)分析結(jié)果顯示,雌雄性腺環(huán)狀RNA的編碼基因在脂類代謝途徑(Ubiquitin meditated proteolysis)、孕激素介導(dǎo)的卵母細(xì)胞成熟(Progesterone-mediated oocyte maturation)以及泛素介導(dǎo)的蛋白酶解(TNF signaling pathway)等代謝通路中具有明顯差異。性腺中檢出的環(huán)狀RNA具有豐富的mi RNA結(jié)合位點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果顯示大黃魚(yú)性腺中的circRNA-miRNA-mRNA可能具有復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
【學(xué)位單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S917.4;Q78
【部分圖文】：

利用編寫(xiě) python 腳本分別統(tǒng)計(jì)每組環(huán)狀 RNA 的準(zhǔn)確個(gè)數(shù)。2.2 模擬結(jié)果與分析.2.1 在相同表達(dá)量的線性轉(zhuǎn)錄本與不同表達(dá)量的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本下，兩種流的挖掘結(jié)果比較為了評(píng)估不同表達(dá)量的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)對(duì)兩種挖掘環(huán)狀 RNA 的流程影響，模擬產(chǎn)生了2 個(gè)數(shù)據(jù)集，如圖 1-1 所示，對(duì)于比較組一：C2x,L40x，C4x,L40x，C6x,L40x；比較組二：2x,L60x，C4x,L60x，C6x,L60x；比較組三：C2x,L70x，C4x,L70x，C6x,L70X，通過(guò)這三的比較發(fā)現(xiàn)，CIRCexplorer 挖掘的環(huán)狀 RNA 的準(zhǔn)確率明顯都高于 CIRI，但挖掘的環(huán)狀NA 的個(gè)數(shù)相對(duì)較少（如表 1.1 所示）。導(dǎo)致 CIRCexploer 挖掘的環(huán)狀 RNA 的數(shù)量較少原因可能是因?yàn)?tophat 對(duì) RNA-seq 的數(shù)據(jù)的比對(duì)率相對(duì) BWA 較低，導(dǎo)致的比對(duì)的過(guò)程環(huán)性的 reads 被丟失。另外，結(jié)果還發(fā)現(xiàn) CIRI 的挖掘的環(huán)狀 RNA 的數(shù)量較多，但其錯(cuò)率過(guò)高。故對(duì)于大黃魚(yú)而言，其不適合在這種情況下對(duì)環(huán)性 RNA 進(jìn)行挖掘。

圖 1-2 CIRCexplorer 與 CIRI 挖掘環(huán)狀 RNA 的準(zhǔn)確率折線圖（相同表達(dá)量的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本與不同表達(dá)量的線性轉(zhuǎn)錄本）Fig.1-2 the true positive rate of CIRCexplorer and CIRI (the same expression of circular transcripts, butdifferent expression of circular transcripts.).2.3 在高表達(dá)量的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本與低表達(dá)的線性轉(zhuǎn)錄本下，兩種流程的挖結(jié)果比較如圖 1-3 所示，對(duì)于比較組：C10x,L3x，C20x,L3x，C30x,L3x。通過(guò)這三組的數(shù)據(jù)集結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，CIRI 的準(zhǔn)確率仍然低于 CIRCexplorer。另外，與其他組比較發(fā)現(xiàn)對(duì)于高達(dá)的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集中 CIRIexplorer 挖掘到的環(huán)狀 RNA 的數(shù)量明顯增多，而準(zhǔn)確率然較高。而 CIRI 在高表達(dá)的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集中挖到環(huán)狀 RNA 的量數(shù)量也較多，且確率明顯比低表達(dá)環(huán)性轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集的情況提高了。

與 CIRI 挖掘環(huán)狀 RNA 的準(zhǔn)確率折線圖（相同表量的線性轉(zhuǎn)錄本）itive rate of CIRCexplorer and CIRI (the same expredifferent expression of circular transcripts.)的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本與低表達(dá)的線性轉(zhuǎn)錄對(duì)于比較組：C10x,L3x，C20x,L3x，C30xRI 的準(zhǔn)確率仍然低于 CIRCexplorer。另外，數(shù)據(jù)集中 CIRIexplorer 挖掘到的環(huán)狀 RNA 高表達(dá)的環(huán)性轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集中挖到環(huán)狀環(huán)性轉(zhuǎn)錄本的數(shù)據(jù)集的情況提高了。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2824536