无需代码就能方便使用的11种在线miRNA靶基因方法，点击就会 | 转录调控专题
miRNA虽然只有22个左右核苷酸，却可以通过调控大量靶基因而在基因表达中扮演着重要的角色。那么我们如何预测miRNA调控的靶基因呢？下面介绍几个miRNA靶基因的预测和查询方法，看到最后，有惊喜。
Targetscan（http://www.targetscan.org/vert_80/）收录了人（Human）、小鼠（Mouse）、大鼠（Rat）、牛（Cow）、狗（Dog）、鸡（Chicken）、青蛙（Frog）、负鼠（Opossum）、猕猴（RHesus）、黑猩猩（Chimpanzee）10种物种的靶基因信息，最新释放版本是8.0，为2021年释放。
RNA22（https://cm.jefferson.edu/rna22/Interactive）能预测miRNA的靶基因，能预测miRNA与mRNA、lncRNA、circRNA等的互作靶点。
RNAhybrid（https://bibiserv.cebitec.uni-bielefeld.de/rnahybrid）是Behmsmeier M等基于miRNA和靶基因二聚体二级结构开发的miRNA靶基因预测软件。RNAhybrid预测算法禁止分子内、miRNA分子间及靶基因间形成二聚体，根据miRNA和靶基因间结合能探测最佳的靶位点。此外，RNAhybrid允许用户自定义自由能阈值及p值，也允许用户设置杂交位点的偏向，如杂交位点必须包含miRNA 5’端2-8nt等。
1.输入miRNA序列和靶序列（FASTA格式）
2.设置参数
（1）输入结果数目，表示输出MFE最小的几个结果（最小自由能值越小，代表结合位点结构越稳定）
（2）设置MFE阈值，即小于此值的结果，建议填写-20。当预测结果较少，可以填写-10
（3）设置种子序列的配对中不允许“G-U”配对
（4）结果显示格式，建议不勾选，否则结果合并为一行，不方便查看
（5）是否显示序列结合的结构图，当（1）中设置不大于5时，才可以显示
（6）设置某段序列必须配对，比如可以设置miRNA 5’端的2-8位碱基（种子序列）必须配对，在（3）处勾选，则此处需设置
（7）设置形成凸环和膨胀环的长度，填写0表示不允许有这些结构，可以不设置
（8）选择是否计算p值，选“nothing”即可
3.计算与结果显示
miRcode(http://www.mircode.org/index.php)增加了ncRNA和非3’UTR区的检索。输入基因名等信息可以查询互作的miRNA。
miRDB（http://mirdb.org）是用于miRNA目标预测和功能注释的在线数据库。miRDB中的所有目标都由生物信息学工具MirTarget预测，该工具是通过分析来自高通量测序实验的数千个miRNA-目标相互作用而开发的。与miRNA结合和靶点下调相关的共同特征已被确定并用于通过机器学习方法预测miRNA靶点。miRDB在五个物种中宿主预测的miRNA靶标：人类、小鼠、大鼠、狗和鸡。miRDB除了检索3’UTR区外，还能搜索编码区和5’UTR区，以及对给定序列进行匹配。
Starbase(https://starbase.sysu.edu.cn/)分析平台用于分析从TCGA项目整合的32种癌症类型的相关数据，数据类型包括lncRNAs，miRNA，snoRNAs，mRNA,circRNA等等，提供了miRNA-lncRNA、miRNA-假基因、miRNA-sncRNA和miRNA-mRNA相互作用的泛癌网络，也提供了CLIP-seq实验验证的RBP-lncRNA、RBP-假基因和RBP-mRNA相互作用的泛癌图谱。由于收录的信息比较广泛，因此在不同组学的数据挖掘中都可以使用到Starbase数据库。
另外Starbase提供mRNA降解组测序（degradome sequencing）数据支持的植物miRNA靶标数据库和基于mRNA降解组数据预测miRNA靶标的网页版工具。
miRTarBase（https://miRTarBase.cuhk.edu.cn）已经积累了超过36万条miRNA-靶标相互作用（MTI）， 通常收集的MTI通过了报告分析、蛋白质印迹、芯片和二代测序实验进行实验验证。自miRTarBase数据库于2011年首次亮相以来，miRNA与靶基因相关信息的数据库不断更新，目前更新至9.0，2021年9月释放，该数据库已经收录了超过13000篇关于miRNA-靶标相互作用的实验支持文章，涉及37个物种。miRTarBase支持在线检索，也支持下载相关MTI数据集进行本地筛选。
TarBase收录各种实验验证过的miR-Target数据（只要是人和小鼠的靶基因信息），TarBase将实验证据分为low和high两类，low代表的是传统的实验手段，可靠性相对于高通量测序的分析结果更高一点，我们可以筛选low方法支持的miRNA靶基因信息，得到高质量的miRNA候选靶基因集。TarBase只提供在线检索，可以输入miRNA名称和/或基因名称，miRNA名称为miRBase数据库格式,基因名称支持gene symbol(基因名)和ensembl gene ID。TarBase网址为：https://carolina.imis.athenainnovation.gr/diana_tools/web/index.php?r=tarbasev8%2Findex。
PsRNATarget（https://www.zhaolab.org/psRNATarget/）是一个网页版的植物miRNA靶基因预测工具，由Submit small RNAs，Submit target candidates，Submit small RNAs and targets三个模块构成，其中Submit small RNAs and targets可用于自有非模式生物的miRNA分析。
psRobot（http://omicslab.genetics.ac.cn/psRobot/target_prediction_1.php）是网页版植物小RNAs靶位点预测工具，可以基于新发现或已经发表的小RNAs，预测指定物种转录本中的靶位点。psRobot也可以在使用本地部署实现大规模的植物miRNA靶基因预测。
OmicStudio是联川生物自主开发的在线绘图与分析平台，包含众多绘图与分析工具。靶基因预测云分析（https://www.omicstudio.cn/analysis/targetGene）模块聚焦miRNA的靶基因预测以及靶基因的GO、KEGG富集分析，在预测miRNA靶基因的同时，也可以实现对靶基因的富集分析，预测miRNA可能涉及的生物学过程或KEGG通路。靶基因预测云分析提供基于miRanda和TargetScan的动物模式和基于PsRobot的植物模式预测miRNA的靶基因和靶点（均为本地脚本分析）。需要注意的是TargetScan和PsRobot也提供了网页版的分析或查询工具，与OmicStudio的分析结果可能稍有区别，原因可能是内置背景库、软件默认截止值等导致的。
OmicStudio靶基因预测云分析主要为中文界面，界面简洁，对于绝大部分情况仅输入miRNA序列（支持文本格式、FASTA格式和Excel格式上传）即可预测其靶基因并完成对靶基因的富集分析，单次最多可以对500个miRNA同时进行靶基因预测，适合批量预测miRNA靶基因。结果可以打包下载预测结果，方便后续进行进一步的数据筛选、功能网络图构建或者与其他网站预测结果联合筛选，得到可靠性更高的miRNA靶基因预测结果。
在靶标文件来源部分，可以选择已有库，包括所有模式动植物数据库和部分非模式物种数据库。对于模式物种，支持选择不同来源，比如Ensembl或NCBI数据库。同时在上传靶标文件模块，也支持上传其他自定义序列，比如动物mRNA的CDS、5UTR序列、lncRNA序列、circRNA序列，从而分析目标lncRNA、circRNA上的miRNA识别元件（建议提交自定义序列数目较少时可以选择两款软件并集）。
提交Excel格式的miRNA序列
OmicStudio靶基因预测云分析相对于其他工具在物种数据库更新上具有优势，在页面问题反馈部分可以提交需要添加的物种，维护人员可以添加相关库方便相关研究物种人员预测miRNA可能的靶基因。
靶基因预测云分析参数界面
已有库选择界面
因为同时包含大部分动物和植物的背景库，对于分析miRNA靶基因物种保守性、植物miRNA跨界调控、动物中的miRNA介导的mRNA切割都是非常好用的工具。
miRNA-靶基因互作表格
miRNA靶基因KEGG富集分析结果表
miRNA靶基因KEGG富集分析气泡图
总结：miRNA靶基因预测是研究miRNA调控功能的重要分析内容，市面上有很多miRNA靶基因预测或查询工具（不仅限于上述介绍的），但是建议选择2-3个工具分析即可，选择1款软件的预测结果进入后续实验验证也是可行的。如果需要预测miRNA在动物中的靶基因，可以使用OmicStudio靶基因预测云分析；如果需要预测miRNA在植物中的靶基因，可以联合使用OmicStudio靶基因预测云分析（基于PsRobot、GSTAr）和psRNATarget。
1.Salmena L, Poliseno L, Tay Y, Kats L, Pandolfi PP. A ceRNA hypothesis: the Rosetta Stone of a hidden RNA language?. Cell. 2011;146(3):353-358. doi:10.1016/j.cell.2011.07.014
2.Cheng Z, Yu C, Cui S, et al. circTP63 functions as a ceRNA to promote lung squamous cell carcinoma progression by upregulating FOXM1. Nat Commun. 2019;10(1):3200. Published 2019 Jul 19. doi:10.1038/s41467-019-11162-4
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