專利名稱：一種microRNA編碼區(qū)靶基因預(yù)測(cè)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種microRNA靶基因預(yù)測(cè)的方法，適用于 microRNA位于基因編碼區(qū)的靶基因的預(yù)測(cè)。
背景技術(shù)：
MicroRNA (微小RNA)是一種長(zhǎng)度為18 25核苷酸單鏈的內(nèi)源性非編碼性小RNA。 它主要通過(guò)與靶標(biāo)基因3'非翻譯區(qū)的完全或不完全配對(duì)，抑制其翻譯，從而參與調(diào)控個(gè)體發(fā)育、細(xì)胞凋亡、增殖及分化等生命活動(dòng)。在病理?xiàng)l件下，microRNA可通過(guò)調(diào)控其靶標(biāo)基因及其參與的信號(hào)通路，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，發(fā)揮著類似于癌基因或抑癌基因的功能。實(shí)驗(yàn)表明在很多腫瘤中，一些類型的microRNA是高表達(dá)的，這些高表達(dá)的microRNA與腫瘤的侵入性、轉(zhuǎn)移性等有一定的相關(guān)性。這些microRNA為腫瘤診斷和治療提供了新的策略。要研究microRNA的作用機(jī)制，關(guān)鍵在于研究microRNA的靶基因以及它們相互之間的作用，而microRNA的靶基因預(yù)測(cè)便成了 microRNA首要任務(wù)。與microRNA基因預(yù)測(cè)相比，靶基因的預(yù)測(cè)具有更大的難度.因?yàn)槟壳耙阎膍icroRNA靶基因數(shù)量非常有限，不能為預(yù)測(cè)提供充足的依據(jù)，而且對(duì)預(yù)測(cè)的候選基因的鑒定步驟相對(duì)繁瑣，很難實(shí)現(xiàn)高通量和規(guī)?；?從已知的microRNA與靶基因的相互作用中，人們得出小RNA5'端的2 8個(gè)核苷酸幾乎無(wú)一例外地與靶mRNA 3'端UTR區(qū)完全互補(bǔ)，這一特點(diǎn)也被人們用來(lái)研究了許多的預(yù)測(cè)microRNA靶基因的算法，并以此編寫(xiě)了多個(gè)預(yù)測(cè)軟件，主要有以下幾種1、Target Scan是Lewis等開(kāi)發(fā)的用來(lái)預(yù)測(cè)哺乳動(dòng)物小RNA靶基因的軟件，是最早出現(xiàn)的靶基因預(yù)測(cè)軟件之一。2, miRanda為Enright和John等編寫(xiě)，可用于線蟲(chóng)和人小RNA靶基因的預(yù)測(cè)3、DIANA2MicroT是Kiriakidou等寫(xiě)的一種特殊的小RNA靶基因預(yù)測(cè)軟件4、PicTar是Krek和Grum編寫(xiě)的一種更為高級(jí)的小RNA靶基因預(yù)測(cè)方法，可以在脊椎動(dòng)物、線蟲(chóng)和果蠅中預(yù)測(cè)小RNA的靶基因然而，目前大多microRNA預(yù)測(cè)的算法和軟件都基于microRNA與靶基因的結(jié)合位點(diǎn)都在基因的3’-UTR這一觀點(diǎn)，實(shí)際上從2008年末發(fā)表的一系列文章表明microRNA與靶基因的結(jié)合位點(diǎn)也可能在基因編碼區(qū)。本發(fā)明所提出的miRNA靶基因預(yù)測(cè)方法，便是針對(duì)這種可能，將預(yù)測(cè)結(jié)果指向于位于序列編碼區(qū)的miRNA靶基因。參考文獻(xiàn)[1] Yvonne Tay et al. MicroRNAs to Nanog, 0ct4 and Sox2 coding regionsmodulate embryonic stem cell differentiation. Nature. 2008 0ct23 ； 455(7216) :1124-8.[2]Joshua Forman et al. A search for conserved sequences in coding regionsreveals that the let_7 microRNA targets Dicer within its coding sequence. Proc Natl Acad Sci USA. 2008Sep 30 ； 105 (39) :14879-84.[3]Anja Duursma et al. miR-148targets human DNMT3b protein codingregion. RNA. 2008May ； 14 (5) :872-7.[4]Abdelmohsen K et al. miR-519 reduces cell proliferation by IoweringRNA-binding protein HuR levels. Proc Natl Acad Sci USA. 2008 Dec23 ； 105(51) :20297-302.[5]Tang S et al.Novel less-abundant viral microRNAs encoded by herpessimplex virus 2 latency-associated transcript and their roles in regulatingICP34. 5 and ICPO mRNAs. J Virol. 2009 Feb ；83 (3) :1433-42.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)microRNA編碼區(qū)靶基因預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)了一種新方法，該方法主要的分析步驟為(1)、建立待研究生物的編碼區(qū)序列數(shù)據(jù)庫(kù)O)、與其他物種編碼區(qū)序列進(jìn)行序列比對(duì)，尋找保守區(qū)段(3)、設(shè)計(jì)靶基因預(yù)測(cè)程序，并進(jìn)行編譯和調(diào)試。0)、對(duì)于每一個(gè)microRNA，掃描所有基因的編碼區(qū)，從保守序列中獲得結(jié)合位點(diǎn)(5)、靶基因的統(tǒng)計(jì)及查詢(6)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證


圖1是本發(fā)明所述的一種microRNA編碼區(qū)靶基因預(yù)測(cè)的方法的流程圖。圖2是篩選出來(lái)的渦蟲(chóng)靶基因預(yù)測(cè)結(jié)果圖3是挑選的小RNA-Mir-1501的五個(gè)編碼區(qū)靶基因預(yù)測(cè)的實(shí)時(shí)定量PCR(RT-PCR) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果。圖中黑柱表示mir-1501沒(méi)有被抑制時(shí)五個(gè)靶基因的表達(dá)情況，灰柱表示 mir-1501被抑制時(shí)五個(gè)靶基因的表達(dá)情況，由結(jié)果可以看出mir-1501變化前后的靶基因
表達(dá)情況變化顯著。
具體實(shí)施例方式我們以渦蟲(chóng)編碼區(qū)靶基因預(yù)測(cè)為例，闡述本發(fā)明的方法實(shí)施過(guò)程(1)、建立編碼區(qū)序列數(shù)據(jù)庫(kù)從 http://www. ncbi. nlm. nih. gov 下載獲得潤(rùn)蟲(chóng)(Schmidteamediterranea)的 mRNA序列。通過(guò)編寫(xiě)PERL腳本程序從mRNA序列中獲得編碼蛋白的序列，建立編碼區(qū)序列數(shù)據(jù)庫(kù)。(2)、在哺乳動(dòng)物內(nèi)比對(duì)編碼區(qū)序列，尋找保守區(qū)段。利用在線BLAST 程序(http //www. ncbi. nlm. nih. gov/blast)對(duì)哺乳動(dòng)物編碼區(qū)序列進(jìn)行序列比對(duì)，去掉保守性差的編碼區(qū)序列，進(jìn)行下一步的工作。(3)、獲取渦蟲(chóng)microRNA序列信息從 http://microrna. Sanger, ac. uk/sequences/ 下載獲得潤(rùn)蟲(chóng)所有已知的 microRNA成熟體序列0)、靶基因的預(yù)測(cè)
對(duì)于每一個(gè)microRNA，利用靶基因預(yù)測(cè)程序掃描所有基因的編碼區(qū)，從保守序列中獲得結(jié)合位點(diǎn)。使用國(guó)際上公認(rèn)的靶基因預(yù)測(cè)程序miRanda vl. Ob (http: //www. microrna. org/microrna/getDownloads. do)軟件進(jìn)行 microRNA 結(jié)合位點(diǎn)的預(yù)測(cè)。參數(shù)設(shè)置為Gap Open Penalty _8· 000000Gap Extend -2. 000000Score Threshold 50. 000000Energy Threshold-20. OOOOOOkcal/molScaling Parameter 2.000000獲得的靶基因預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖2(6)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證我們從預(yù)測(cè)結(jié)果中挑選出部分預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了 RT_PCR(實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))驗(yàn)證，結(jié)果顯示該基因隨著microRNA的改變，基因表達(dá)量有顯著的變化，結(jié)果見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖3。以上是對(duì)本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實(shí)施方式，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1. 一種基于已有序列數(shù)據(jù)庫(kù)及計(jì)算機(jī)軟件輔助的、預(yù)測(cè)microRNA編碼區(qū)靶基因的新方法，其主要特征在于步驟一、建立待研究生物的編碼區(qū)序列數(shù)據(jù)庫(kù)步驟二、與其他物種編碼區(qū)序列進(jìn)行序列比對(duì)，尋找保守區(qū)段步驟三、設(shè)計(jì)靶基因預(yù)測(cè)程序。進(jìn)行編譯和調(diào)試步驟四、對(duì)于每一個(gè)microRNA，掃描所有基因的編碼區(qū)，從保守序列中獲得結(jié)合位點(diǎn)步驟五、靶基因的統(tǒng)計(jì)及查詢步驟六、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種microRNA靶基因預(yù)測(cè)的方法，適用于microRNA位于基因編碼區(qū)的靶基因的預(yù)測(cè)。本發(fā)明包括如下流程步驟1，建立待研究生物的編碼區(qū)序列數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟2，與其他物種編碼區(qū)序列進(jìn)行序列比對(duì)，尋找保守區(qū)段；步驟3，設(shè)計(jì)靶基因預(yù)測(cè)程序，并進(jìn)行編譯和調(diào)試；步驟4，對(duì)于每一個(gè)microRNA，掃描所有基因的編碼區(qū)，從保守序列中獲得結(jié)合位點(diǎn)；步驟5，靶基因的統(tǒng)計(jì)及查詢；步驟6，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)施簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠性高，能滿足大部分microRNA編碼區(qū)靶基因預(yù)測(cè)的需要。
文檔編號(hào)G06F19/14GK102270282SQ20101019017
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者曾華宗 申請(qǐng)人:上海聚類生物科技有限公司