在高等真核生物基因組轉(zhuǎn)錄過(guò)程中,一次剪接即可完成短內(nèi)含子的去除,而部分較長(zhǎng)內(nèi)含子(10 kbp)則需通過(guò)多次剪接方可去除。多次剪接去除長(zhǎng)內(nèi)含子的過(guò)程通常被稱為遞歸剪接。已有研究表明,遞歸剪接事件與諸多生物學(xué)過(guò)程及疾病的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。近年來(lái),關(guān)于遞歸性剪接事件的研究越來(lái)越多,研究者已經(jīng)在果蠅和多種脊椎動(dòng)物基因組轉(zhuǎn)錄過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了遞歸剪接事件,通過(guò)不同的生物信息學(xué)方法找到了多個(gè)遞歸剪接位點(diǎn)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。目前國(guó)際上對(duì)遞歸剪接的研究主要集中在遞歸剪接過(guò)程、剪接位點(diǎn)識(shí)別及其對(duì)生物學(xué)過(guò)程的影響等方面。但是尚未有比較成熟的識(shí)別遞歸剪接位點(diǎn)的軟件,本文針對(duì)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸剪接事件的識(shí)別方法研究,并開發(fā)了一套識(shí)別遞歸剪接位點(diǎn)的算法流程RSfinder。同時(shí)利用RSfinder對(duì)卵巢癌組織和癌旁正常組織的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸剪接位點(diǎn)的識(shí)別與分析。以下是本文的主要工作:首先,分析遞歸剪接位點(diǎn)附近序列特征。本文分別對(duì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的人腦組織的7個(gè)基因的8個(gè)遞歸剪接位點(diǎn)、果蠅的14個(gè)基因的24個(gè)遞歸剪接位點(diǎn)進(jìn)行了研究,對(duì)這些遞歸剪接位點(diǎn)上下游序列進(jìn)行序列比對(duì)統(tǒng)計(jì)、分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)生遞歸剪接現(xiàn)象的三組序列特征,即:剪接位點(diǎn)的保守性、發(fā)生遞歸剪接現(xiàn)象的內(nèi)含子長(zhǎng)度、內(nèi)含子表達(dá)量信息呈現(xiàn)鋸齒狀。其次,本文開發(fā)了一套識(shí)別遞歸剪接位點(diǎn)的算法流程RSfinder。RSfinder對(duì)上述已驗(yàn)證遞歸剪接位點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析檢測(cè)的具體步驟如下:1,以基因組堿基序列、基因注釋文件為參考,運(yùn)用fastQC進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè);2,利用TopHat對(duì)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),得到讀段的整體比對(duì)結(jié)果Sam文件和junction文件;3,通過(guò)遞歸剪接位點(diǎn)特征信息進(jìn)行分析篩選,得到符合上述特征的潛在遞歸剪接位點(diǎn);4,利用序列信息構(gòu)造生物剪接的親和性矩陣對(duì)遞歸剪接位點(diǎn)進(jìn)一步篩選;5,編寫的可視化工具RS-fig肉眼識(shí)別鋸齒狀結(jié)構(gòu)、非鋸齒結(jié)構(gòu);6,利用PCCAdaBoost算法對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練,得到準(zhǔn)確率達(dá)95%以上的分類器,即得到符合條件的遞歸剪接位點(diǎn)識(shí)別算法流程(RSfinder)。運(yùn)用RSfinder對(duì)Homo sapiens已驗(yàn)證的八個(gè)遞歸剪接位點(diǎn)、果蠅24個(gè)位點(diǎn)所在的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析檢測(cè),比較檢測(cè)結(jié)果,驗(yàn)證算法流程RSfinder的準(zhǔn)確性,結(jié)果表明RSfinder算法流程性能較好,能夠在人腦組織檢測(cè)到7個(gè)(87.5%)遞歸剪接位點(diǎn);果蠅中檢測(cè)到23個(gè)(95.8%)遞歸剪接位點(diǎn)。最后,應(yīng)用所開發(fā)的算法流程對(duì)卵巢癌中發(fā)生遞歸剪接事件進(jìn)行了檢測(cè)與分析。卵巢癌數(shù)據(jù)分為兩組:卵巢癌組織和癌旁正常組織,每組數(shù)據(jù)集三個(gè)生物學(xué)重復(fù)。得到的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)利用RSfinder進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)得到遞歸剪接位點(diǎn),分析兩組數(shù)據(jù)集遞歸剪接位點(diǎn)所在基因的差異性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)卵巢癌組織中發(fā)現(xiàn)遞歸剪接事件、癌旁正常組織未發(fā)生的位點(diǎn)共31個(gè),存在于25個(gè)基因的25個(gè)內(nèi)含子中;癌旁正常組織存在遞歸剪接事件、卵巢癌組織未檢測(cè)到的位點(diǎn)共43個(gè),存在于31個(gè)基因的31個(gè)內(nèi)含子內(nèi)。此外本文還對(duì)得到的這兩組基因的表達(dá)量信息進(jìn)行了分析。本論文的研究工作,也為遞歸剪接事件對(duì)卵巢癌的影響進(jìn)行深入研究奠定了一定的基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q811.4
【部分圖文】：

圖 1. 1 總體研究方案排方法開發(fā)一套識(shí)別遞歸剪接位點(diǎn)矩陣、相似性篩選等過(guò)程預(yù)測(cè)得篩選，得到所需要的樣本。利用點(diǎn)識(shí)別軟件。利用 RSfinder 對(duì)卵剪接事件的基因的差異性，從遞如下：和研究意義，簡(jiǎn)單介紹了論文所思路，最后概述了本章內(nèi)容。生遞歸剪接事件的研究現(xiàn)狀事件的研究現(xiàn)狀。描述了二代測(cè)

圖 2. 1 內(nèi)含子單步剪接流程圖2 表示的是“外顯子-內(nèi)含子-外顯子”模型單步剪接 reads 密度圖。圖 A 為 reads 表達(dá)模型圖，圖中可以看出單步剪接內(nèi)含子的表達(dá)量圖譜從 5’到 3’呈圖 B 為本文通過(guò) RS-fig 軟件對(duì)某一內(nèi)含子與上下游兩外顯子之間表達(dá)量圖圖，從圖中可以看出內(nèi)含子的去除為單步剪接時(shí)，內(nèi)含子表達(dá)量圖譜會(huì)呈現(xiàn)”，且內(nèi)含子部分表達(dá)量圖譜呈現(xiàn)直線向下。

圖 2. 1 內(nèi)含子單步剪接流程圖圖 2.2 表示的是“外顯子-內(nèi)含子-外顯子”模型單步剪接 reads 密度圖。圖 A 為內(nèi)含子單步接切的 reads 表達(dá)模型圖，圖中可以看出單步剪接內(nèi)含子的表達(dá)量圖譜從 5’到 3’呈現(xiàn)斜向下的直線。圖 B 為本文通過(guò) RS-fig 軟件對(duì)某一內(nèi)含子與上下游兩外顯子之間表達(dá)量圖譜進(jìn)行繪制的結(jié)果圖，從圖中可以看出內(nèi)含子的去除為單步剪接時(shí)，內(nèi)含子表達(dá)量圖譜會(huì)呈現(xiàn)明顯的“三角狀”，且內(nèi)含子部分表達(dá)量圖譜呈現(xiàn)直線向下。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馮桂海;何濤;汪莉;王玉民;;果蠅非經(jīng)典剪接位點(diǎn)的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)[J];生物技術(shù)通訊;2010年06期

2 孫波;李小霞;李鋮果;;基于模糊支持向量機(jī)的剪接位點(diǎn)識(shí)別[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2011年04期

3 晏春,杜耀華,高青斌,王正志;基于支持向量機(jī)的人類5'非翻譯區(qū)剪接位點(diǎn)識(shí)別[J];生物物理學(xué)報(bào);2005年04期

4 鄭毅，丁達(dá)夫;果蠅內(nèi)含子3＇剪接位點(diǎn)的選擇機(jī)制[J];生物物理學(xué)報(bào);1994年03期

5 王科俊;呂俊杰;馮偉興;王鑫;賀波;;一種新的真核基因剪接位點(diǎn)識(shí)別方法[J];電子學(xué)報(bào);2011年05期

6 陳麗萍;呂軍;;利用多樣性增量位置得分函數(shù)預(yù)測(cè)人類5'非翻譯區(qū)剪接位點(diǎn)[J];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

7 劉良式;轉(zhuǎn)錄物剪接的分子機(jī)理[J];植物生理學(xué)通訊;1995年05期

8 曾瑩;陳淵;袁哲明;;基于統(tǒng)計(jì)差表與加權(quán)投票的高精度剪接位點(diǎn)預(yù)測(cè)[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2019年05期

9 楊烏日吐;李前忠;林昊;楊科利;;預(yù)測(cè)競(jìng)爭(zhēng)性和非競(jìng)爭(zhēng)性剪接位點(diǎn)對(duì)(英文)[J];內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

10 馮秀程,錢敏平,鄧明華,馬小土,嚴(yán)熙婷;隱半馬氏模型在 3′剪接位點(diǎn)識(shí)別中的應(yīng)用(英文)[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2004年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 晉宏?duì)I;最大信息原理、能量及選擇約束在基因剪接位點(diǎn)預(yù)測(cè)分析中應(yīng)用的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2009年

2 劉薇;選擇性剪接順式調(diào)控元件的位置效應(yīng)[D];武漢大學(xué);2010年

3 吳同彬;PPT結(jié)合蛋白結(jié)合位點(diǎn)定位揭示出其在前體mRNA剪接中的多樣功能[D];武漢大學(xué);2010年

4 楊烏日吐;基于序列信息預(yù)測(cè)選擇性剪接位點(diǎn)和盒式外顯子[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 魏金川;基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)的遞歸剪接事件識(shí)別及其應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2019年

2 李瑞;基于深度學(xué)習(xí)的農(nóng)作物基因剪接位點(diǎn)識(shí)別研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

3 姚雨;基于深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的剪接位點(diǎn)及蛋白質(zhì)相互作用預(yù)測(cè)方法研究[D];安徽大學(xué);2019年

4 夏慧煜;剪接位點(diǎn)識(shí)別與選擇性剪接機(jī)制的初步研究[D];清華大學(xué);2004年

5 呂俊杰;真核基因剪接位點(diǎn)識(shí)別算法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

6 鄭大軍;真核基因剪接位點(diǎn)的特征描述與識(shí)別算法研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2014年

7 孫永山;基于序列模式挖掘識(shí)別基因剪接位點(diǎn)的研究[D];安徽大學(xué);2016年

8 李紹燕;基于變長(zhǎng)馬爾可夫模型的基因剪接位點(diǎn)識(shí)別[D];蘇州大學(xué);2011年

9 王卉;蛋白質(zhì)編碼基因及遺傳疾病相關(guān)基因的預(yù)測(cè)[D];華中科技大學(xué);2006年

10 張鵬飛;人類基因組中選擇性剪接位點(diǎn)的預(yù)測(cè)及序列特征分析[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2859663