本文選題：miRNA + 病毒-宿主相互作用��； 參考：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2011年碩士論文

【摘要】：miRNAτ即microRNAυ是一類內(nèi)源性,長度約為22個核苷酸的單鏈RNA分子,可通過5端的種子區(qū)與靶標(biāo)轉(zhuǎn)錄本mRNA的3 UTR配對,導(dǎo)致靶mRNA的降解或翻譯抑制。越來越多的研究發(fā)現(xiàn),miRNA在介導(dǎo)病毒-宿主相互作用過程中發(fā)揮著重要的作用,作用模式包括病毒miRNA靶向人及自身的轉(zhuǎn)錄本。人miRNA靶向病毒及自身的轉(zhuǎn)錄本。病毒的miRNA介導(dǎo)人miRNA調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)。RNAi相關(guān)和干擾素相關(guān)的宿主對病毒的抑制及反抑制。miRNA介導(dǎo)的病毒-人相互作用的研究對于全面理解病毒-宿主相互作用的機(jī)制。開發(fā)抗病毒的藥物具有重要意義。 本文從兩個方面闡述了病毒-宿主在miRNA水平的調(diào)控:(1)基于人類PIN的皰疹病毒miRNA調(diào)控模式分析;(2)病毒宿主因子與宿主miRNA共調(diào)控模式分析。 首先基于人類蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)τprotein interaction network, PINυ進(jìn)行了皰疹病毒miRNA調(diào)控模式分析。病毒miRNA的發(fā)現(xiàn)及人類蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用τprotein-protein interaction,PPIυ數(shù)據(jù)集的整理和完善為從整體上研究病毒miRNA在PIN上的靶向傾向性提供了可能。由于目前皰疹病毒科編碼的miRNA分子發(fā)現(xiàn)的最為全面,本章只選擇了皰疹病毒科的病毒進(jìn)行研究。因此,我們構(gòu)建了人類PIN并預(yù)測了六種皰疹在人類基因上的所有靶標(biāo),對皰疹病毒編碼的miRNA在人類PIN上靶向傾向性進(jìn)行了分析,從以下三個方面進(jìn)行分析:τ1υ首先,我們檢查了是否顯著多的中心節(jié)點(diǎn)τhubυ和橋節(jié)點(diǎn)τbottleneckυ被皰疹病毒miRNA靶向,結(jié)果是肯定的;然后我們把PIN中所有節(jié)點(diǎn)按其是否為中心節(jié)點(diǎn)τ橋節(jié)點(diǎn)υ分為兩類中心節(jié)點(diǎn)τ橋節(jié)點(diǎn)υ和非中心節(jié)點(diǎn)τ非橋節(jié)點(diǎn)υ,然后計算了皰疹病毒miRNA靶向這兩類節(jié)點(diǎn)的差異,結(jié)果顯示:與非中心節(jié)點(diǎn)和非橋節(jié)點(diǎn)相比,中心節(jié)點(diǎn)和橋節(jié)點(diǎn)被顯著多的皰疹病毒miRNA靶向,并且皰疹病毒miRNA顯著的靶向更多的中心節(jié)點(diǎn)。皰疹病毒miRNA靶向網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)可能有助于其對PIN的最大控制;τ2υ在PIN中,我們定義了被6種皰疹病毒同時靶向的節(jié)點(diǎn)為共同靶標(biāo),而只被一種皰疹病毒靶向的為特異靶標(biāo),結(jié)果顯示共同靶標(biāo)比特異靶標(biāo)相比有著較高的度和介中中心性,并且我們觀察到靶向這些節(jié)點(diǎn)的病毒類型和中心節(jié)點(diǎn)比例之間存在顯著的正相關(guān),這與共同靶標(biāo)有著較高的度和介中中心性是一致的。共同靶標(biāo)可能涉及到皰疹病毒感染的通用細(xì)胞過程,而特異靶標(biāo)可能涉及個別皰疹病毒感染的特異細(xì)胞過程。對共同靶標(biāo)的GO富集結(jié)果顯示過表達(dá)的GO術(shù)語大多涉及到各種發(fā)育及調(diào)控過程。τ3υ我們使用k-core和ER分析來度量共同靶標(biāo)距離PIN網(wǎng)絡(luò)中心的距離,分析的結(jié)果顯示隨著k的增大,ER值不斷增加,提示共同靶標(biāo)位于人類PIN的中心。為了度量共同靶標(biāo)在PIN中的組織情況,我們定義了兩個指標(biāo)來度量共同靶標(biāo)的模塊性:共同靶標(biāo)形成的最大聯(lián)通組分(Giant connected component, GCC)和共同靶標(biāo)形成的子網(wǎng)的密度。與隨機(jī)情況相比,共同靶標(biāo)形成的GCC和共同靶標(biāo)形成的子網(wǎng)的密度顯著具有較高的值,這一現(xiàn)象暗示共同靶標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)中具有模塊性,皰疹病毒miRNA靶向網(wǎng)絡(luò)中心的節(jié)點(diǎn)可能有助于相互作用信息的快速和有效傳遞。這些結(jié)果有助于揭示復(fù)雜的皰疹病毒-宿主相互作用,并為開發(fā)新的抗皰疹病毒藥物提供借鑒。 同時,我們又對病毒宿主因子與宿主miRNA共調(diào)控模式進(jìn)行分析。對病毒-宿主PPI數(shù)據(jù)基本分析的結(jié)果顯示目前病毒的研究集中在少數(shù)幾種病毒上,數(shù)目最多的前十種熱門病毒的PPI占到總數(shù)的78.59%。大部分宿主蛋白與較少數(shù)目的病毒發(fā)生作用,只有少數(shù)宿主蛋白與多個病毒發(fā)生作用,表明不同的病毒可能在體內(nèi)有著不同的作用體系,雖然病毒靶標(biāo)之間存在少量的重疊。病毒關(guān)系網(wǎng)絡(luò)τvirus relation network,VRNυ和宿主miRNA關(guān)系網(wǎng)絡(luò)(miRNA relation network, MRN)的構(gòu)建及分析表明這兩個網(wǎng)絡(luò)均具有顯著的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)。VRN的建立從生物網(wǎng)絡(luò)的角度確定了病毒之間的關(guān)系,具有相似致病機(jī)制的病毒可能表現(xiàn)出較近的網(wǎng)絡(luò)距離,甚至根據(jù)病毒在網(wǎng)絡(luò)上的分布和關(guān)系可以逆向的利用已知病毒的信息預(yù)測未知病毒的相關(guān)屬性。另外,VRN和MRN都能形成較大的GCC,結(jié)合病毒及miRNA的靶標(biāo)數(shù)目較少這一事實(shí),提示雖然病毒在宿主中有不同的致病體系,但可能相關(guān)的病毒之間存在明顯的聯(lián)系才使得網(wǎng)絡(luò)成為一個整體。為了從整體上研究病毒致病因子與宿主miRNA的關(guān)系,我們首先分析了病毒與miRNA靶標(biāo)在宿主基因上重疊的顯著性,結(jié)果顯示兩者靶標(biāo)重疊顯著。提示病毒可能選擇性的靶向被宿主miRNA靶向的靶標(biāo)。然后從人類PIN的層次研究了兩者的調(diào)控的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)病毒與宿主miRNA傾向于靶向PPI作用對的兩端。結(jié)合上述提到的兩者靶標(biāo)重疊的顯著性,提示兩者靶標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)上具有較近的拓?fù)渚嚯x,這可能是在長期的進(jìn)化過程中形成的病毒操縱宿主細(xì)胞的一種策略或宿主抗病毒的機(jī)制,以便于病毒對宿主miRNA的操縱,從而為自身所用,或者便于宿主抗病毒作用的發(fā)揮。病毒與宿主miRNA重疊靶標(biāo)的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果顯示重疊靶標(biāo)傾向于是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)或橋節(jié)點(diǎn)。K-core分析的結(jié)果顯示重疊蛋白處在網(wǎng)絡(luò)整體的中心位置。這些結(jié)果提示病毒或者宿主miRNA可能通過靶向位于網(wǎng)絡(luò)中心的關(guān)鍵基因而更有效的發(fā)揮調(diào)控作用。最后,我們結(jié)合宿主miRNA靶標(biāo)和病毒靶標(biāo)的拓?fù)湫畔⒓癎O語義相似性兩個因素對可能的病毒-宿主miRNA功能對進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測結(jié)果可以為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證提供借鑒。 最后對論文的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了簡要概括,進(jìn)一步對可能的研究方向進(jìn)行了展望。
[Abstract]:miRNA . tau . , a single - stranded RNA molecule of approximately 22 nucleotides in length , can be paired with a target transcript of the mRNA at the 5 - terminus to cause degradation or translation inhibition of the target mRNA . A growing number of studies have found that miRNA plays an important role in mediating viral - host interaction . miRNA - mediated viral - human interaction studies are important for a comprehensive understanding of the mechanism of viral - host interaction . The development of antiviral drugs is important .

In this paper , we expound the regulation of virus - host in miRNA level from two aspects : ( 1 ) analysis of miRNA regulatory pattern of herpes virus based on human PIN ; ( 2 ) co - regulation pattern analysis of viral host factor and host miRNA .

In this paper , we have constructed a human PIN and predicted the target of human protein - protein interaction 蟿 protein - protein interaction , and the results show that there is a significant positive correlation between the virus type and the central node .

In order to study the relationship between the virus and the host miRNA , it is suggested that the virus and the host miRNA can be targeted by the host miRNA .

Finally , the paper briefly summarizes the findings of the thesis , and further looks forward to the possible research direction .
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R346

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本文編號：2048222