基于復(fù)雜關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的microRNA-疾病預(yù)測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-08 20:04
微小RNA(microRNA,簡(jiǎn)稱miRNA)是由內(nèi)源性、發(fā)夾形轉(zhuǎn)錄物產(chǎn)生的,長(zhǎng)度約為19-25個(gè)核苷酸長(zhǎng)度的非編碼單鏈RNA。miRNA通過與靶基因mRNA的堿基配對(duì),誘導(dǎo)mRNA的降解或者抑制其翻譯。研究表明,miRNA在生物調(diào)節(jié)途徑中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,包括細(xì)胞的發(fā)育,增殖,分化,凋亡,信號(hào)傳導(dǎo)等。因此,miRNA的異常表達(dá)將會(huì)導(dǎo)致眾多疾病的發(fā)生。目前,根據(jù)文獻(xiàn)可知,與miRNA相關(guān)的疾病有:癌癥,心血管疾病,代謝性疾病,自身免疫性疾病等。隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的miRNA被發(fā)現(xiàn),然而只有少部分miRNA被證實(shí)與疾病相關(guān),大量的miRNA生物學(xué)功能仍需要研究人員去挖掘。因此,利用生物信息學(xué)的方法,對(duì)miRNA的功能進(jìn)行預(yù)測(cè),從而關(guān)聯(lián)與其相關(guān)的疾病信息顯得十分重要;谝韵录僭O(shè):(1)miRNA在基因組中往往成簇存在,一簇或家族的miRNA在很大程度上共表達(dá),發(fā)揮著相似的生物功能;(2)miRNA核苷酸序列(特別是種子區(qū)域)與二級(jí)結(jié)構(gòu)在進(jìn)化過程中具有高度保守性;(3)隸屬于同一家族的miRNA通常具有一致的序列結(jié)構(gòu)和相似的生物學(xué)功能;(4)功能相似的miRNA往往關(guān)聯(lián)相似的...
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:42 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
miRNA生長(zhǎng)模型(“?”表示酶的不確定性,即目前還未確定R2D2酶對(duì)鏈的選擇起決定性作用
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文版本: 8.2 462 342 114版本: 21.0 1767 579 860增長(zhǎng)率 4.1 1.7 7.53.2.2 特征向量構(gòu)造鑒于 miRNA 在進(jìn)化過程中的高度保守性,同一家族的 miRNA 通常具有相似的成熟體序列與一致的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)從 miRBase(Version 21.0)中提取所有人類成熟體miRNA 序列信息(整合數(shù)據(jù)最終得到 1700 個(gè) miRNA),引用堿基含量將 miRNA 基因數(shù)字特征化。一個(gè)成熟體 miRNA 是由長(zhǎng)度為 n 的 A、U、C、G 這四個(gè)堿基組成,我們分別計(jì)算成熟體 miRNA 的單堿基含量、雙堿基含量以及三堿基含量:' 100%, , ,iinx i o op opqn (3-1)其中 o, p, q { A, C , G , U},xi’ 是各堿基的含量,ni是各堿基出現(xiàn)的頻數(shù),n 是各堿基出現(xiàn)的頻數(shù)之和。對(duì)于任何一條 miRNA 成熟體序列均可轉(zhuǎn)化成1 2 34 4 4 =84維的特征向量 ' ( , , , , , , , , , , )A U AA UU AAA UUUx x x x x x x。
1ji iik kkN NN N 其中 , , )ijN( i j 且i j k是屬于 miRNA 家族i 被誤判到 miRNA 家族j 中。因此得到誤判率 E11 221 2100% %kkkN N NEm m m 。 (3-10)其中im 表示 miRNA 家族i 的成員數(shù)。我們利用基因簇判別應(yīng)用到已知的 840 個(gè)已知家族的 miRNA 上,重新分類并計(jì)算得到誤判率 E=0.26%,顯然該模型是可接受的。3.4 結(jié)果分析通過基因簇判別,將 860 個(gè)未確定家族的 miRNA 分類到已知的 579 個(gè) miRNA 家族中。結(jié)果發(fā)現(xiàn),其中 278 個(gè) miRNA 家族只含有一個(gè)家族成員。相反地,有 5 個(gè)大miRNA 家族,其成員數(shù)均在 20 個(gè)以上?偟膩碚f,51%的家族成員數(shù)在 2~18 之間,占總 miRNA 數(shù)的 71%。圖 3-2 展示了這 1700 個(gè) miRNA 的 579 個(gè)家族 3D 分布圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于基因簇判別的人類miRNA功能預(yù)測(cè)研究[J]. 丁濤,高潔. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]幾種交叉驗(yàn)證檢驗(yàn)的可重復(fù)性[J]. 李艷芳,王鈺,李濟(jì)洪. 太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[3]miR-17~92基因簇在宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌與卵巢癌多種細(xì)胞系中的表達(dá)及意義[J]. 接智慧,吳建磊,陶陶,史春雪,王敏. 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]MicroRNA靶基因的尋找及鑒定方法研究進(jìn)展[J]. 夏偉,曹國(guó)軍,邵寧生. 中國(guó)科學(xué)(C輯:生命科學(xué)). 2009(01)
[5]一種基于馬氏距離的線性判別分析分類算法[J]. 李玉榕,項(xiàng)國(guó)波. 計(jì)算機(jī)仿真. 2006(08)
[6]miRNA研究方法進(jìn)展[J]. 吳敏,韓召軍. 生物技術(shù)通訊. 2005(05)
碩士論文
[1]MicroRNA序列聚類分析研究[D]. 萬琳霞.復(fù)旦大學(xué) 2012
本文編號(hào):2905609
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:42 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
miRNA生長(zhǎng)模型(“?”表示酶的不確定性,即目前還未確定R2D2酶對(duì)鏈的選擇起決定性作用
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文版本: 8.2 462 342 114版本: 21.0 1767 579 860增長(zhǎng)率 4.1 1.7 7.53.2.2 特征向量構(gòu)造鑒于 miRNA 在進(jìn)化過程中的高度保守性,同一家族的 miRNA 通常具有相似的成熟體序列與一致的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)從 miRBase(Version 21.0)中提取所有人類成熟體miRNA 序列信息(整合數(shù)據(jù)最終得到 1700 個(gè) miRNA),引用堿基含量將 miRNA 基因數(shù)字特征化。一個(gè)成熟體 miRNA 是由長(zhǎng)度為 n 的 A、U、C、G 這四個(gè)堿基組成,我們分別計(jì)算成熟體 miRNA 的單堿基含量、雙堿基含量以及三堿基含量:' 100%, , ,iinx i o op opqn (3-1)其中 o, p, q { A, C , G , U},xi’ 是各堿基的含量,ni是各堿基出現(xiàn)的頻數(shù),n 是各堿基出現(xiàn)的頻數(shù)之和。對(duì)于任何一條 miRNA 成熟體序列均可轉(zhuǎn)化成1 2 34 4 4 =84維的特征向量 ' ( , , , , , , , , , , )A U AA UU AAA UUUx x x x x x x。
1ji iik kkN NN N 其中 , , )ijN( i j 且i j k是屬于 miRNA 家族i 被誤判到 miRNA 家族j 中。因此得到誤判率 E11 221 2100% %kkkN N NEm m m 。 (3-10)其中im 表示 miRNA 家族i 的成員數(shù)。我們利用基因簇判別應(yīng)用到已知的 840 個(gè)已知家族的 miRNA 上,重新分類并計(jì)算得到誤判率 E=0.26%,顯然該模型是可接受的。3.4 結(jié)果分析通過基因簇判別,將 860 個(gè)未確定家族的 miRNA 分類到已知的 579 個(gè) miRNA 家族中。結(jié)果發(fā)現(xiàn),其中 278 個(gè) miRNA 家族只含有一個(gè)家族成員。相反地,有 5 個(gè)大miRNA 家族,其成員數(shù)均在 20 個(gè)以上?偟膩碚f,51%的家族成員數(shù)在 2~18 之間,占總 miRNA 數(shù)的 71%。圖 3-2 展示了這 1700 個(gè) miRNA 的 579 個(gè)家族 3D 分布圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于基因簇判別的人類miRNA功能預(yù)測(cè)研究[J]. 丁濤,高潔. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2016(12)
[2]幾種交叉驗(yàn)證檢驗(yàn)的可重復(fù)性[J]. 李艷芳,王鈺,李濟(jì)洪. 太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[3]miR-17~92基因簇在宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌與卵巢癌多種細(xì)胞系中的表達(dá)及意義[J]. 接智慧,吳建磊,陶陶,史春雪,王敏. 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]MicroRNA靶基因的尋找及鑒定方法研究進(jìn)展[J]. 夏偉,曹國(guó)軍,邵寧生. 中國(guó)科學(xué)(C輯:生命科學(xué)). 2009(01)
[5]一種基于馬氏距離的線性判別分析分類算法[J]. 李玉榕,項(xiàng)國(guó)波. 計(jì)算機(jī)仿真. 2006(08)
[6]miRNA研究方法進(jìn)展[J]. 吳敏,韓召軍. 生物技術(shù)通訊. 2005(05)
碩士論文
[1]MicroRNA序列聚類分析研究[D]. 萬琳霞.復(fù)旦大學(xué) 2012
本文編號(hào):2905609
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