非編碼RNA的生物信息學研究.pdf

1、非編碼RNA在細菌、真菌、哺乳動物等許多生物體的生命活動中發(fā)揮著極其廣泛的調控作用，小干涉RNA(small interfering RNA，siRNA)是一種重要的菲編碼RNA，作為介導RNA干涉的中間體，能夠以同源互補序列的mRNA為標靶降解特定的mRNA，從而達到抑制基因表達的目的。不同的小干擾RNA的抑制效率相差很大。 本論文針對siRNA效率預測問題，以573條具有不同抑制效率的siRNA序列作為研究對象，提取結合序列

2、堿基頻率、堿基位置和熱力學參數(shù)的聯(lián)合特征，提出了一種基于支持向量機預測方法，預測準確率達到74％。我們采用了ROC曲線與以往基于序列特征的打分算法進行比較，得到了最大的曲線積分面積，AUC值達到0.77，優(yōu)于以往任何一種打分算法。 為了輔助RNA干擾技術的研究者設計出高效的siRNA片段，我們將前面研究得到的基于支持向量機的優(yōu)化算法模型應用到在線平臺中，設計并建立了siRNA輔助設計系統(tǒng)"SiRNA Designer"。用戶可以

3、通過網(wǎng)上提交，快速準確地得到需要的高效siRNA，該系統(tǒng)為研究人員節(jié)省大量重復性試驗提供了可能。在該系統(tǒng)中，用戶提交目標基因的mRNA序列，系統(tǒng)通過單步掃描和并行計算，篩選出可以抑制該基因表達的高效siRNA的反義鏈序列。在我們的篩選結果與其它算法不一致的情況下，系統(tǒng)還會并給出其它算法(Reynolds、Ui-Tei、Hsieh、Amarzguioui)相應的評分值，供用戶參考與選擇。 微小RNA(microRNA，miRNA)

4、可在轉錄后水平或翻譯水平調節(jié)基因表達。miRNA前體(pre-miRNA)作為miRNA成熟前的存在形式，對發(fā)現(xiàn)新的。miRNA至關重要。在本章中，我們首次將隨機森林理論應用到miRNA前體預測問題中，結合miRNA前體序列的結構和能量特征，提出了準確率高達91.29％的預測算法，同時特異性和敏感度也達到較高水平，分別為93.21％和89.35％。此外，我們還對影響miRNA前體的34種特征進行了重要度分析，結果表明打散序列自由能差異顯