mirna靶基因优选及网络分析

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1、分类号：R318学校代码：10062密级：学号：2012602150硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：miRNA靶基因优选及网络分析TITLEPrioritizationandnetworkanalysisofmicroRNAtargetgenes一级学科：生物医学工程二级学科：论文作者：李霞指导教师：王举天津医科大学研究生院二〇一五年五月分类号：R318学校代码：10062密级：学号：2012602150学位类别：科学学位专业学位学科门类：工学硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：miRNA靶基因优选及网络分析TI

2、TLEPrioritizationandnetworkanalysisofmicroRNAtargetgenes一级学科：生物医学工程二级学科：论文作者：李霞指导教师：王举天津医科大学研究生院二〇一五年五月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下独立进行研究工作取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津医科大学有关保

3、留、使用学位论文的规定，即：学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文，并编入有关数据库。保密，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密。（请在相对应的方框内打“√”）学位论文作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日天津医科大学硕士学位论文中文摘要microRNAs(miRNAs)是一类内源性非编码RNA分子，长度为19~23nt。近年来发现它与多种生命活动密切相关，并且在疾病的发生发展过程中起着重要的作用。miRNA本身并不编码蛋白质，它是通过与转录后的mR

4、NA结合，抑制翻译或直接降解mRNA来调控基因表达。研究miRNA及其靶基因，对于理解miRNA的作用机制以及认识miRNA在疾病发生和发展过程中的作用具有重要意义。miRNA靶基因的识别主要包括两种途径，其中分子生物学实验是确定miRNA靶基因的基本途径，但它存在识别靶基因数量有限、操作过程复杂且耗时久等缺点，不能满足对miRNA及其靶基因的整体认识。因此生物信息学家利用计算机技术，基于miRNA与靶基因的结合特点开发了一系列预测miRNA靶基因的工具，例如：Targetscan、microT、miRanda、miRTarget、Pictar和PITA等。这些方法大多基

5、于种子位点的序列匹配、结合位点的自由能以及位点保守性等特征，然而这些特征还不足以对靶基因进行准确识别和预测，所得结果往往具有较高的假阳性。近年来，随着已证实靶基因数量的不断积累，以及对miRNA靶基因结合特点的不断认识，使得我们可以对miRNA的靶基因进行进一步地分析和筛选。在本研究中，我们开发了一种对miRNA靶基因进行优选的方法TarpriGO。TarpriGO由三部分构成：第一部分，基于被同一个miRNA调控的靶基因具有功能注释相似性原理，计算候选基因与已证实靶基因间的功能相似性，对候选靶基因进行排序；第二部分，针对现有预测工具都具有一定准确性但预测结果重合率低的特

6、点，为多来源数据分配权重，计算候选靶基因的综合得分并排序；最后，综合两部分的结果得出TarpriGO的最终靶基因排序。为验证该方法的可靠性，我们用留一交叉验证法检测该方法对已知靶基因的优选性能，得到AUC值为0.93，说明TarpriGO对已知靶基因具有较好的优选效果。另外，将高通量靶基因数据比对到优选列表中得AUC值为0.70，说明TarpriGO对潜在的靶基因有一定的识别能力。与其它优选算法比较，发现本算法对标准靶基因集有更好的识别能力。并且与原有预测工具的靶基因列表比较，发现优选后的已证实的靶基因排名显著提高。另外，对六个原有靶基因预测工具最优权重分析发现，Pict

7、ar和Targetscan算法的权重65%以上的大于平均权重1/6，说明这两种预测工具更为可靠。I天津医科大学硕士学位论文一种miRNA分子可调控多种基因的表达，同一个基因也可能被多种miRNA调控，这种复杂而精确的调控关系构成了miRNA-靶基因调控网络。而对miRNA调控网络的分析，有助于进一步理解miRNA作用的分子机制及miRNA在疾病中的作用机理。本文以与药物成瘾相关的基因及其靶基因为例，构建并分析miRNA-疾病调控网络与miRNA-靶基因调控网络。结果显示，一种miRNA能够调控多种致病基因，所以在复杂疾病中mi