基于高通量转录组测序的序列比对算法研究

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1、木留钟達若来大赛ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ硕±学位论文．．．＼＼．戀基于高通量转录组側序论文题目的序列比对算法研堯张勇作者姓名计鼻柄软件与理冶学辛斗专业徐去敎换导师姓名二－六年十月十王〇ｇ完成时间中通种《接禾乂嗦硕±学位论文基于高通量转录纽测序的序列比对算法研究作者姓名：张勇学科专业：计算机软件与理论导师姓名：徐云教授二０—完成时间：六年十月十Ｈ日ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃ

2、ｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ’ＡＤｉｓｓｅｉｌａｔｉｏｎｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｒｅｅｇ參ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｅｑｕｅｎｃｅＡｌｉｎｍｅｎｔＡｌｇｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎｇ－ＨｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇＡ’ｕ化ｏｒｓＮａｍｅ：ＹｏｎＺｈａｎｇｇＳｅｃｉａｌｉｔ：ＣｏｍｕｔｅｒＳｏｆｔｗａｒｅａｎｄＴｈｅｏｒｐｙｐｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＹｕｎＸｕｐ出Ｆｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｏ

3、ｃｔｏｂｅｒ１３２０１６，中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进巧研巧工作所取得的成果。除己特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果一。与我同工作的同志对本研巧所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。之狐／汉王作者签名：：—亂签字日期７中国科学技术大学学位论文授权使用声明？作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家巧关部口或机构送巧Ｌ论文的复印件和化子版，允

4、许论文被查阅和借阅，可：Ａ将学位论文编入《中国学，可Ｗ采用影印位论文全文数据库》等有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制一致手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公开□保密（年）作者签名：Ｊ＆Ｍ导师签名：王签字日期．７：２０／／／化文７签字日期：摘要摘要一近些年，下代测序技术获得了突飞猛进的发展，由此产生了越来越多的测序数据一直Ｗ来都是生物信息学领域的一项重要研究内。如何处理这些测试数据一容，下代测序技术应用到转录组研巧领域产

5、生了高通量转录组测序技术，简称一－ＲＮＡ－Ｓ技术项重要功能便是重构剪接之前的为巧。ＲＮＡｓｅｑ数据分析软件的ｍＲＮＡ在细胞中的形态，此外，还应该能够评估每种剪接异构体的表达水平。但＾－是，所有分析过程的第步都是要把从ＲＮＡｓｅｑ中得到的测序片段比对到相应的参考序列上，所。因为内含子序列在ＤＮＡ转录为成熟ｍＲＮＡ时会被剪切除去，Ｗ与传统的序列比对问题相比，转录组序列比对有其固有的特殊之处即需要将－测序得到的序列分段比对到不同的外显子序列上，因此需要设计专口针对ＲＮＡ－ｓｅ的序列比对算法。现有的ＲＮＡＳ巧序列比对算法基本上都

6、是依赖于经典的剪ｑＧＴ－接位点信号，而许多非经典的剪接信号位点具有重要的生物学功能，如ＴＧＧａ－与人类腺昔酸环化酶刺激蛋白ｓ的形成有关。为此，我们设计了两个新的ＲＮＡｓｅ序列比对算法，用来发现多种类型的剪接位点ｑ。（］）独立于剪接位点信号的转录组序列比对算法＾－首先我们设计了种采用重叠种子内部扩展策略的ＲＮＡｓｅｑ序列比对算法，命名为ＲＮＡＭａｐ。种子序列的重叠性能够保证由种子的比对信息能够组合出完整测序序列的定位信息一一个动态。在扫描基因组时，ＲＮＡＭａｐ建立个静志表和，此时并不表来索引种子序列及其比对信息，

7、寻找左右错点序列之间的剪接位点受经典剪接位点信号的限制，对于。实验结果表明含有多种类型的剪接位点的数．％和９．０１％，优于其它的转据集，ＲＮＡＭａｐ的召回率和精确度分别这到了９２５３７录组序列比对工具。（２）转录组序列比对算法改进＾之后我们又讶计了种采用非重叠种子之间扩展策略的ＲＮＡ－ｓｅ序列比对ｑ算法，命名为ＲＮＡＭａｐ２。该算法通过减少种子的数量来降低计算量，然后利用＾测序深度，即测序序列的重复性来进行比对ａ。这在定程度上弥补了ＲＮＡＭｐ在运行速度方面的不足，３００ｂ，ＲＮＡＭａ。实验结果表明在测序序列的长度为ｐ

8、时ｐ２－２ａ近４０％。此外ｅｅｄｌｅｍａｎＷｕｎｓｃｈ全局比ＲＮＡＭｐ快将，民ＮＡＭａｐ采用Ｎ动态，规划算法，能够