本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜性狀相關(guān)microRNA及遺傳位點(diǎn)的分析與預(yù)測(cè)

  更多相關(guān)文章： 復(fù)雜性狀 疾病相關(guān)miRNA預(yù)測(cè) 文本挖掘 miRNA功能相似性 甘藍(lán)型油菜 全基因組選擇 全基因組定位

【摘要】：絕大多數(shù)人類疾病以及農(nóng)藝性狀都屬于復(fù)雜性狀,通常受到大量的遺傳因素的控制以及環(huán)境因素的控制。闡明復(fù)雜性狀的遺傳機(jī)制,對(duì)人類復(fù)雜疾病的致病機(jī)理研究、診斷預(yù)防以及新藥的研發(fā)都有重要的意義,也為動(dòng)植物品系的改良、產(chǎn)量及品質(zhì)的提高奠定基礎(chǔ),因此具有重要的科學(xué)意義以及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 目前復(fù)雜性狀基因組定位技術(shù)已經(jīng)取得了一些成果,然而這些方法在不同環(huán)境中再現(xiàn)率低以及遺漏了大量微效位點(diǎn),難以有效闡明復(fù)雜性狀的分子機(jī)制以及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)表型。此外,包括miRNA在內(nèi)非編碼調(diào)控元件與復(fù)雜性狀緊密關(guān)聯(lián),挖掘這些關(guān)聯(lián)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。針對(duì)于此,本研究圍繞著復(fù)雜疾病相關(guān)miRNA的預(yù)測(cè)及甘藍(lán)型油菜農(nóng)藝性狀相關(guān)位點(diǎn)的全基因組分析進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下： (1)采用文本挖掘的方法建立癌癥與miRNA之間的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),并挖掘潛在的癌癥相關(guān)miRNA。首先,對(duì)MEDLINE摘要中的miRNA與癌癥的關(guān)聯(lián)進(jìn)行挖掘,并將結(jié)果整理為miCancerna數(shù)據(jù)庫。而后,在miCancerna數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的miRNA與癌癥關(guān)聯(lián)二分網(wǎng)絡(luò)上,利用重啟型隨機(jī)游走算法預(yù)測(cè)20種常見癌癥類型的相關(guān)miRNA。交叉結(jié)果顯示,這種預(yù)測(cè)方法取得的感應(yīng)性曲線下面積為0.798,其預(yù)測(cè)性能高于其他同類方法。進(jìn)一步對(duì)每種癌癥的潛在相關(guān)miRNA進(jìn)行挖掘,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在所有癌癥的排名前5的候選miRNA中,71%的預(yù)測(cè)結(jié)果都可以得到實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支持。 (2)提出了一個(gè)新的度量miRNA功能相似程度的策略。該策略利用miRNA引文的文本相似性來推測(cè)miRNA在功能上的相似程度,并在此基礎(chǔ)上挖掘潛在的疾病與miRNA的關(guān)聯(lián)。首先通過對(duì)MEDLINE摘要進(jìn)行挖掘,構(gòu)建了一個(gè)涵蓋了大量miRNA(共1,007個(gè))的功能相似性數(shù)據(jù)集。分析發(fā)現(xiàn),該分值符合生物學(xué)假設(shè),能有效反映miRNA表達(dá)相似性的變化趨勢(shì)以及區(qū)分疾病與非疾病的miRNA對(duì)。之后根據(jù)該相似性分值構(gòu)建miRNA功能相似性網(wǎng)絡(luò),最終應(yīng)用重啟型隨機(jī)游走算法對(duì)潛在的miRNA與疾病的關(guān)聯(lián)進(jìn)行挖掘。交叉驗(yàn)證結(jié)果顯示,這種預(yù)測(cè)方法具有較高的預(yù)測(cè)性能。另外,本方法對(duì)潛在與結(jié)腸癌、子宮內(nèi)膜癌、肺癌以及心肌病相關(guān)的miRNA預(yù)測(cè)的大部分結(jié)果存在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。與現(xiàn)有的miRNA功能相似性度量標(biāo)準(zhǔn)相比,本研究提出的基于文本的miRNA功能相似性的度量方法具有更廣泛的應(yīng)用范圍、更高的可靠性和更優(yōu)越的挖掘潛在疾病miRNA的能力等優(yōu)點(diǎn)。 (3)除了人類疾病相關(guān)miRNA預(yù)測(cè)之外,本文還重點(diǎn)研究了植物的復(fù)雜農(nóng)藝性狀。本文對(duì)全基因組育種模型在油菜開花期性狀中的應(yīng)用進(jìn)行了評(píng)測(cè),并對(duì)相關(guān)位點(diǎn)進(jìn)行了定位及功能分析。首先構(gòu)建了高通量、高密度的甘藍(lán)型油菜全基因組SNP數(shù)據(jù)集,對(duì)三個(gè)種植地的十個(gè)自然環(huán)境下的油菜開花期性狀進(jìn)行了分析。利用該數(shù)據(jù)集對(duì)現(xiàn)有的全基因組預(yù)測(cè)模型(包括線性模型、半?yún)?shù)模型以及機(jī)器學(xué)習(xí)模型等)在多個(gè)自然環(huán)境下的油菜開花期的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行評(píng)測(cè)。結(jié)果表明,所有模型都取得了較高的精度,驗(yàn)證了全基因育種模型在油菜中的可行性。隨后,基于綜合了同一種植地多個(gè)自然環(huán)境的育種值,利用隨機(jī)森林模型對(duì)多地區(qū)的油菜開花期性狀進(jìn)行了全基因組定位,并應(yīng)用多元自適應(yīng)回歸樣條法對(duì)上位效應(yīng)進(jìn)行分析。在全基因組范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)435個(gè)顯著的開花期性狀相關(guān)的SNP,其中部分SNP定位在已知開花期基因中,而在部分已知的開花期相關(guān)基因間存在上位效應(yīng)。功能分析結(jié)果表明被這些SNP標(biāo)記的基因大多參與了花形成的生物學(xué)過程。 (4)結(jié)合蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)、基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及高密度的全基因組SNP數(shù)據(jù),采用基于網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)甘藍(lán)型油菜的含油量性狀進(jìn)行了全基因組定位。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的單變量檢測(cè)方法相比,這種基于網(wǎng)絡(luò)的方法具有更高的再現(xiàn)率及可靠性,可以發(fā)現(xiàn)多環(huán)境共有的遺傳因子。此外,在基于該方法得到的與含油量相關(guān)的候選基因中,與油分積累機(jī)制相關(guān)的生物學(xué)過程顯著富集,還發(fā)現(xiàn)了一些與溫度刺激反應(yīng)有關(guān)的顯著功能注釋,印證了油菜的含油量性狀與環(huán)境因素有關(guān)。 綜上所述,本研究利用多種手段,分析了人類疾病及植物的農(nóng)藝性狀等復(fù)雜性狀,并基于此開發(fā)了多種方法用于癌癥基因的預(yù)測(cè)以及對(duì)油菜的開花期及含油量性狀的定位。本研究有望為疾病致病機(jī)理研究以及植物產(chǎn)量和品質(zhì)的改進(jìn)提供幫助。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜性狀 疾病相關(guān)miRNA預(yù)測(cè) 文本挖掘 miRNA功能相似性 甘藍(lán)型油菜 全基因組選擇 全基因組定位
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R394
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景、目的、意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-21
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 文本挖掘在miRNA與癌癥關(guān)聯(lián)信息構(gòu)建中的應(yīng)用23-42
• 2.1 引言23-24
• 2.2 材料與方法24-31
• 2.3 結(jié)果31-40
• 2.4 討論40-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 3 基于文本挖掘的microRNA功能相關(guān)性預(yù)測(cè)42-61
• 3.1 引言42-43
• 3.2 材料與方法43-49
• 3.3 結(jié)果49-57
• 3.4 討論57-59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 4 多環(huán)境下的油菜開花期相關(guān)基因的全基因組分析61-85
• 4.1 引言61-63
• 4.2 材料與方法63-69
• 4.3 結(jié)果69-81
• 4.4 討論81-83
• 4.5 本章小結(jié)83-85
• 5 基于網(wǎng)絡(luò)的多環(huán)境下油菜含油量全基因組定位85-104
• 5.1 引言85-86
• 5.2 材料與方法86-90
• 5.3 結(jié)果90-101
• 5.4 討論101-103
• 5.5 本章小結(jié)103-104
• 6 總結(jié)與展望104-106
• 致謝106-107
• 參考文獻(xiàn)107-129
• 附錄 攻讀博士期間論文發(fā)表情況129

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王玫;李思光;羅玉萍;;microRNA識(shí)別和鑒定方法[J];細(xì)胞生物學(xué)雜志;2007年04期

2 王晶;朱榮勝;宋萬坤;張聞博;劉春燕;胡國(guó)華;陳慶山;;microRNA的實(shí)驗(yàn)和生物信息學(xué)開發(fā)方法[J];生物技術(shù)通報(bào);2008年S1期

3 田明;費(fèi)菁;胡曉湘;李寧;劉娣;孟慶勇;;microRNA-1,-133,-206在鼠肌肉中的表達(dá)譜[J];中國(guó)畜牧獸醫(yī);2009年08期

4 LEE Younghee;LUSSIER Yves A;;Identification of common microRNA-mRNA regulatory biomodules in human epithelial cancer[J];Chinese Science Bulletin;2010年31期

5 王芳;余佳;張俊武;;小RNA(MicroRNA)研究方法[J];中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào);2006年10期

6 鄭玉姝;趙樸;趙宏坤;;microRNA及其應(yīng)用前景[J];生物技術(shù)通訊;2007年01期

7 王春梅;李慶章;;microRNA在小鼠乳腺不同發(fā)育時(shí)期差異表達(dá)譜及作用(英文)[J];遺傳學(xué)報(bào);2007年11期

8 鄒文輝;;新奇的調(diào)控分子——microRNA[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2008年34期

9 ;MIRE: A GRAPHICAL R PACKAGE FOR MICRORNARELATED ANALYSIS[J];Chinese Medical Sciences Journal;2008年04期

10 張坤山;李思光;羅玉萍;;調(diào)控過氧化物酶體生物合成和增殖的microRNA的計(jì)算機(jī)分析[J];細(xì)胞生物學(xué)雜志;2009年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 荊清;袁文俊;秦永文;;microRNA的基因調(diào)控新功能[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第五屆全國(guó)心血管、呼吸和腎臟生理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2005年

2 靳新;駱志剛;王金華;管乃洋;;microRNA靶標(biāo)研究進(jìn)展[A];中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)功能基因組學(xué)研討會(huì)論文集[C];2006年

3 ;Comparasion of Inhibitory Effects on Survivin Gene Expression in Prostate Cancer by Vector-based microRNA and siRNA[A];2008年全國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要[C];2008年

4 朱丹霞;徐衛(wèi);繆扣榮;方成;朱華淵;董華潔;王冬梅;范磊;喬純;李建勇;;慢性淋巴細(xì)胞白血病microRNA異常表達(dá)研究[A];第13屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)血液學(xué)會(huì)議論文摘要[C];2011年

5 Yangchao Chen;;Small molecule modulators of microRNA-34a with anti-cancer activities[A];2013醫(yī)學(xué)前沿論壇暨第十三屆全國(guó)腫瘤藥理與化療學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

6 金希;厲有名;;單純性脂變與非酒精性脂肪性肝炎間差異microRNA表達(dá)譜研究[A];2009香港-北京-杭州內(nèi)科論壇暨2009年浙江省內(nèi)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2009年

7 賈新正;盧肖男;聶慶華;張細(xì)權(quán);;雞部分microRNA的同源預(yù)測(cè)與克隆驗(yàn)證[A];中國(guó)動(dòng)物遺傳育種研究進(jìn)展——第十五次全國(guó)動(dòng)物遺傳育種學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2009年

8 李炯;段德民;鄭克孝;;新型非標(biāo)記高通量microRNA芯片技術(shù)[A];第一屆全國(guó)生物物理化學(xué)會(huì)議暨生物物理化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)論文摘要集[C];2010年

9 徐小濤;陸曉;孫婧;束永前;;肺癌側(cè)群細(xì)胞microRNA表達(dá)譜檢測(cè)及初步分析[A];2010’全國(guó)腫瘤分子標(biāo)志及應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第五屆中國(guó)中青年腫瘤專家論壇論文匯編[C];2010年

10 王俊峰;李巍;吳小江;阮康成;;大鼠附睪microRNA表達(dá)譜的研究[A];第十一次中國(guó)生物物理學(xué)術(shù)大會(huì)暨第九屆全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)摘要集[C];2009年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳英云 喬蕤琳;哈醫(yī)大成功研發(fā)國(guó)內(nèi)首例microRNA轉(zhuǎn)基因及敲減小鼠模型[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報(bào);2010年

2 記者 陳青;2厘米以下肝癌檢出率88%[N];文匯報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔洪亮;microRNA的腫瘤表達(dá)研究及協(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析[D];中南大學(xué);2014年

2 馬建華;高粱低磷低氮形態(tài)生理特征及低氮響應(yīng)的microRNA研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 李虔楨;microRNA相關(guān)基因遺傳多態(tài)性與冠心病臨床關(guān)聯(lián)及預(yù)后研究[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

4 王耀輝;血清microRNA作為乳腺癌診斷標(biāo)志物的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

5 周霽子;環(huán)境因素對(duì)心臟畸形胎兒影響的表觀遣傳學(xué)機(jī)制[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

6 張麗;microRNA通過調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞炎性反應(yīng)參與血管性認(rèn)知障礙發(fā)生發(fā)展[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 查若鵬;肝癌轉(zhuǎn)移相關(guān)microRNA的鑒定及其分子機(jī)制研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

8 方硯田;結(jié)腸癌干細(xì)胞分選、差異microRNA表達(dá)譜檢測(cè)以及miR-449b-CCND1、E2F3通路在結(jié)腸癌干細(xì)胞自我更新的機(jī)制研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 辛成齊;椰棗microRNA鑒定及其在果實(shí)發(fā)育過程中的表達(dá)譜研究[D];中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所;2015年

10 李棟;先天性心臟病血漿microRNA表達(dá)譜及與GATA4靶序列單核苷酸多態(tài)性的關(guān)聯(lián)研究[D];山東大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高智紅;應(yīng)用多樣性增量方法識(shí)別人類基因組microRNA前體序列[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2010年

2 王娜娜;microRNA進(jìn)化關(guān)系及編碼特性研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2007年

3 王玫;小麥microRNA的鑒定與分析[D];南昌大學(xué);2007年

4 秦保東;原發(fā)性膽汁性肝硬化microRNA表達(dá)譜的檢測(cè)及其功能研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2013年

5 吳曉妍;基于納米復(fù)合材料及生物放大技術(shù)構(gòu)建的電化學(xué)microRNA傳感器的研究[D];西南大學(xué);2015年

6 周景輝;2型糖尿病microRNA表達(dá)譜及其信號(hào)通路研究[D];華南理工大學(xué);2015年

7 姜溪;血漿microRNA-486、microRNA-499在肺癌中的表達(dá)及臨床價(jià)值的研究[D];河北大學(xué);2015年

8 林杉;營(yíng)養(yǎng)誘導(dǎo)舍飼綿羊非繁殖季節(jié)發(fā)情相關(guān)microRNA篩選及其靶基因功能驗(yàn)證[D];石河子大學(xué);2015年

9 林妹妹;microRNA-192 和 microRNA-21 在 IBD 患者中的表達(dá)情況[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

10 徐嬌陽;循環(huán)microRNA用于低氧性肺動(dòng)脈高壓早期診斷的實(shí)驗(yàn)研究[D];石河子大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：720263