【摘要】：大規(guī)模的基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析表明,超過90%的人類基因組序列是可以轉(zhuǎn)錄的,然而只有2%的基因組序列能夠編碼成蛋白質(zhì),其余的都是非編碼RNA。全基因組測序技術(shù)的快速發(fā)展,產(chǎn)生了大量的新轉(zhuǎn)錄本,其中大部分是長鏈非編碼RNA(lncRNA)。研究表明,lncRNA在劑量補(bǔ)償效應(yīng)、表觀遺傳調(diào)控、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞分化調(diào)控等眾多生命活動中發(fā)揮重要作用,很多人類復(fù)雜疾病的發(fā)生發(fā)展與lncRNA的功能異常密切相關(guān),如癌癥、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病、糖尿病等。傳統(tǒng)的lncRNA高通量測序,需要從大量細(xì)胞中獲取足夠多的RNA,因此測序結(jié)果是這些細(xì)胞“整體”的表征。然而,由于細(xì)胞異質(zhì)性,相同表型的細(xì)胞的遺傳信息可能存在顯著性差異,很多低豐度的lncRNA會在整體表征中丟失。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)高通量測序的局限性,單細(xì)胞測序技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,使得從單個(gè)細(xì)胞水平研究lncRNA的表達(dá)成為可能。本論文深入探究了lncRNA的功能及其在單細(xì)胞聚類分析中的作用,主要分為以下三個(gè)方面的內(nèi)容。首先,為了深入理解lncRNA的功能及其可能的調(diào)控機(jī)制,本論文搜集了所有已發(fā)表的lncRNA論文和高通量測序數(shù)據(jù)集,構(gòu)建了LncRNA2Target數(shù)據(jù)庫,提供了人和小鼠全面的低通量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和高通量測序數(shù)據(jù)分析獲得的lncRNA-靶基因關(guān)系。接著,為了研究lncRNA的細(xì)胞異質(zhì)性,探索基于lncRNA表達(dá)的細(xì)胞聚類方法,本文選擇已知細(xì)胞類型的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)作為測試,發(fā)現(xiàn)基于lncRNA表達(dá)的單細(xì)胞聚類方法相比于基于mRNA表達(dá)的聚類方法表現(xiàn)的更為優(yōu)秀,暗示了lncRNA存在顯著的細(xì)胞異質(zhì)性,這種異質(zhì)性可以用于細(xì)胞類型的區(qū)分。最后,基于lncRNA區(qū)分不同細(xì)胞類型的優(yōu)勢,本論文進(jìn)一步將lncRNA的聚類方法用在乳腺癌單細(xì)胞研究中,通過lncRNA的異質(zhì)性,將乳腺癌細(xì)胞聚類成了7個(gè)細(xì)胞亞型,進(jìn)一步分析不同細(xì)胞亞型間差異表達(dá)的lncRNA,結(jié)合LncRNA2Target數(shù)據(jù)庫收錄的lncRNA-靶基因信息,揭示了lncRNA在不同類型乳腺癌中的潛在調(diào)控的分子機(jī)制。本論文以長鏈非編碼RNA為研究對象,探索了lncRNA調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制,構(gòu)建了完善的lncRNA-靶基因數(shù)據(jù)庫LncRNA2Target;結(jié)合單細(xì)胞測序數(shù)據(jù),進(jìn)一步探索了lncRNA的細(xì)胞異質(zhì)性及其在細(xì)胞聚類中的作用,發(fā)現(xiàn)lncRNA對不同類型的細(xì)胞具有較好的區(qū)分效果;結(jié)合乳腺癌單細(xì)胞數(shù)據(jù)分析,進(jìn)一步探索了lncRNA在不同類型乳腺癌細(xì)胞中的異質(zhì)性和潛在的調(diào)控機(jī)制。本論文的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R346
【圖文】：

PMEPA1 56937 -0.10073 -222.805394 5.59E-4 0.044734 down-regulatedTCIM 56892 -0.142886 -316.0521 3.52E-4 0.044734 down-regulatedPCDH15 65217 0.113591 251.252266 4.77E-4 0.044734 up-regulatedLINC01711 79160 -0.35042 -775.098996 1.08E-4 0.044734 down-regulated注：Genesymbol：NCBI 中的官方基因名稱；EntrezgeneID：NCBI 中的基因 ID；log2FC實(shí)驗(yàn)組與對照組間表達(dá)量的比值,對其取以 2 為底的對數(shù)；Test statistic ：檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；ue：檢驗(yàn) p 值；AdjustedPvalue：Bonferroni 校正后 p 值；Direction：基因表達(dá)上調(diào)或下調(diào)3.2 來自文獻(xiàn)檢索的低通量 lncRNA-靶基因關(guān)聯(lián)從超過 1500 篇研究中提取 lncRNA-靶基因關(guān)聯(lián)。每個(gè)關(guān)聯(lián)包含 18 個(gè)條目，種、lncRNA 名稱/ID/位置/正負(fù)鏈、進(jìn)行過 lncRNA 敲除或過表達(dá)、實(shí)驗(yàn)的細(xì)、疾病狀態(tài)、靶基因名稱/ID、lncRNA-靶基因關(guān)聯(lián)信息的支持證據(jù)和參考文獻(xiàn)體記錄結(jié)果可在 http://123.59.132.21/lncRNA2target/download.jsp 下載查看。提究者們使用 RT-qPCR、western blot、熒光素酶報(bào)告基因分析、免疫沉淀分析A pulldown 分析等低通量方法報(bào)告的 lncRNA-靶基因關(guān)聯(lián)，搜集了在人類 3 lncRNA 和 689 個(gè)靶基因之間，包含了 1465 個(gè) lncRNA-靶基因的關(guān)聯(lián)，小鼠

圖 2-2 瀏覽 lncRNA-靶基因關(guān)聯(lián)的示意性工作流程圖種，之后在“Inputtype”選擇要輸入的類型，lncRNAentrez 基因 ID 或名稱、lncRNALocation 或者靶基因 entrez 基因 ID 或名稱。最后填寫要搜索的內(nèi)容，圖中為CDKN1A（搜索靶基因）、HOTAIR（搜索 lncRNA）。搜索靶基因時(shí)，可以獲得以該基因?yàn)榘谢虻?lncRNA，搜索結(jié)果中列出了lncRNA 的名稱、entrez 基因 ID 和參考文獻(xiàn)信息，點(diǎn)擊“showdetails”可以顯示來自文獻(xiàn)的 lncRNA 和靶基因之間的關(guān)聯(lián)的描述，以及該 lncRNA 的詳細(xì)信息（原始研究中使用的 lncRNA 名稱，NCBI 官方 lncRNA 名稱，其 entrez 和 Ensembl 基因ID，基因組位置，正負(fù)鏈，組織，細(xì)胞系，疾病狀態(tài)和參考文獻(xiàn)信息）。搜索 lncRNA 時(shí)，可以獲得該 lncRNA 的靶基因。搜索結(jié)果中列出了該靶基因研究的實(shí)驗(yàn)類型，組織，細(xì)胞系，疾病狀態(tài)和參考文獻(xiàn)信息，同時(shí)列出了搜索的lncRNA 的基本信息（包括 NCBI 官方 lncRNA 名稱，其 entrez 和 Ensembl 基因 ID，基因組位置，正負(fù)鏈）。點(diǎn)擊靶基因名稱可以顯示來自文獻(xiàn)的 lncRNA 和靶基因之間的關(guān)聯(lián)的描述以及參考文獻(xiàn)信息。同時(shí)在搜索 lncRNA 時(shí)也支持使用基因組位置或 Ensembl 基因 ID 進(jìn)行搜索。2.3.3.3 下載 LncRNA2Target 數(shù)據(jù)庫記錄

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本文編號：2726685