基于高通量測序技術的非編碼RNA研究.pdf

1、非編碼序列RNA不能被翻譯生成蛋白質序列，但非編碼RNA可單獨行使調控功能或與其他功能性生物大分子結合行使作用，具有非常重要的生物學功能。隨著高通量測序技術的發(fā)展，產生了大量的非編碼RNA測序數(shù)據(jù)，針對這些數(shù)據(jù)展開研究能夠更好地揭示其生物學意義。針對海量的高通量非編碼RNA測序數(shù)據(jù)的生物信息學分析是近年來的研究熱點，相關的分析方法尚需進一步完善。本研究主要針對高通量測序技術下對非編碼RNA分析的模型建立、流程構建、方法優(yōu)化等方面開展了較

2、為系統(tǒng)的研究工作，并探討了非編碼RNA可能的進化機制。
　　本研究取得的主要成果為:
　　(1)開發(fā)了一套基于SOLiD測序平臺的小RNA測序數(shù)據(jù)的分析流程，可針對色域編碼的測序結果進行分析及可視化顯示，能夠比較樣本間小RNA表達量的差異及對新的miRNA進行預測。該流程已成功地應用于孕婦子癇相關的miRNA標記基因的研究。
　　(2)在高通量測序數(shù)據(jù)中存在miRNA的異構體現(xiàn)象，這些異構體可能具有重要的生物學功能。為

3、了評估m(xù)iRNA的異構水平，本論文提出了一種基于熵的方法用于研究高通量小RNA測序數(shù)據(jù)中miRNA異構體，發(fā)現(xiàn)異構水平比較高的miRNA的靶基因能富集到腫瘤相關的功能上，說明這些異構體并不是隨機產生的。將這個模型應用于阿爾茲海默癥的高通量測序數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)有47個miNRA基因的異構水平在該疾病的早期和晚期之間存在顯著的差異，其中17個是已知的疾病相關的miRNA（P＜1.59e-07）。與其miRNA表達量差異相比，發(fā)現(xiàn)基于miRNA5

4、'端異構的熵差異的方法在阿爾茲海默癥中表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的結果;
　　(3)為了研究高通量轉錄組數(shù)據(jù)分析過程中出現(xiàn)的無法比對到基因組的高質量的序列，本論文設計了一套流程來分析前列腺癌中這些未知的存在差異表達的轉錄片段，排除可能的污染和低復雜度序列后，發(fā)現(xiàn)了214個可能與疾病相關的長度大于200個堿基的片段，通過一個非比對的模型來對這些片段是否是非編碼RNA進行快速判斷;
　　(4)微生物群落的鑒定主要是通過高通量測序16S rR

5、NA的高變區(qū)來進行。這需要設計引物對其高變區(qū)進行擴增，由于讀長短導致很多物種不能被鑒定到屬水平。本論文提出通過屬特異性片段來檢測特定屬的方法，探討適合短讀長高通量測序數(shù)據(jù)中檢測出更多的屬水平物種的策略。鑒于各個屬的屬特異性區(qū)域分布不同，通過一對引物進行擴增通常存在很大的偏好，而使用多個區(qū)域則可以明顯提高檢測微生物群落的能力，且有更多物種能被鑒定到屬水平。
　　(5)本論文還對miRNA和長鏈非編碼RNA的起源進行了探討。通過序列相