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经典力作|屈良鹄-miRNA靶序列数预测的据库而开发(干货)

2017-11-16 iNature iNature

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编者按:总是会有人说,周杰伦的经典歌曲是《稻香》,《双节棍》等;刘德华的《忘情水》,《来生缘》等,这些歌曲都是百听不厌,常听常新的,而且听起来的感觉都是不一样的。但是,怎么评价学术界的经典文章或者是成名作呢?有的人认为,发的影响因子越高越好,这样就是经典文章。但是,iNature认为,作为经典文章,肯定使用的人很多,而且看的人也是拍手叫绝,所以我们是根据总引用量,来客观的评价一篇文章。今天就推出屈良鹄高引用量的一篇文章(非综述类),以飨读者。




iNature:MicroRNA(miRNA)通过靶向mRNA来调节基因表达的一类重要的小非编码RNA(sRNA)。然而,将miRNA怎么去寻找调控靶基因,在技术上仍然具有挑战性。最近,高通量CLIP-Seq和降解组测序(Degradome-Seq)方法已被用于分别鉴定Argonaute相互作用位点和miRNA裂解位点。在这项研究中,屈良鹄研究组引入了一个新的数据库,starBase(sRNA tar get  Base), 并且已经开发了这个数据库,可以帮助研究人员从CLIP-Seq和Degradome-Seq数据中全面的探索miRNA-靶标相互作用图谱。




MicroRNA (miRNA) 是一类由内源基因编码的长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA 分子,它们在动植物中参与转录后基因表达调控【1,2】。通过与mRNAs碱基配对,miRNA介导翻译抑制或mRNA降解【1-3】。功能研究表明,miRNAs参与许多细胞过程的调节,如增殖,凋亡,分化和细胞周期【1-3】。


miRNA起作用机制


通过克隆和深度测序已经在动物和植物中鉴定了数千个miRNA,但确定这些miRNA的靶标是一个持续的挑战【1-4】。迄今为止,已经开发了大量的靶标预测程序,例如用于动物miRNA靶标的TargetScan【5,6】,PicTar【7】,miRanda【8】,PITA【9】和RNA22【10】,以及miRU 【11】和TargetFinder【12】用于植物miRNA靶标鉴定。


degradome sequencing实验流程


此外,已经建立了几个资源系统地收集和描述实验验证的miRNA靶标(TarBase【13】,miRecords 【14】)和预测的miRNA靶标(miRGator【15】,MiRNAMap【16】。然而,由于动物mRNA的miRNA调节需要与靶mRNA的3'-UTR区域的少数核苷酸进行碱基配对,所以不同的靶标预测程序产生不同的结果,并具有高的假阳性【4,17-19】。虽然已经预测植物miRNA靶标是基于它们与miRNA的广泛且经常保守的互补性【1,2】,但是研究人员必须花费大量的时间和精力试图验证预测的miRNA靶标,结果可能是错误的。


CLIP-Seq原理


在过去几年中,已经在使用高通量实验方法确定生物学相关的miRNA-靶标相互作用方面做出了重大的努力。几个最近的研究已经报道了使用交联和Argonaute(Ago)免疫沉淀以及高通量测序[CLIP-Seq,也被称为通过交联免疫沉淀分离的RNA的高通量测序(HITS-CLIP)]【20 -22】和高通量降解组测序[Degradome-Seq,也被称为“RNA末端平行分析”(PARE)]【23-27】,以分离动物和植物中的miRNA。 CLIP-Seq和Degradome-Seq方法的应用显著降低了miRNA结合位点的假阳性预测率,也缩小了miRNA靶位点的搜索空间【20-27】。 CLIP-Seq和Degradome-Seq数据数量的增加为研究人员提供了一个强大的需求,可以促进对这些数据的注释和分析。


AGO蛋白可能的作用



为了满足这一需求,屈良鹄研究组已经开发starBase数据库。 starBase利用CLIP-Seq和Degradome-Seq方法测序的数据[6个物种,包括人类,小鼠,秀丽隐杆线虫(Caenhorhabditis elegans),拟南芥(Arabidopsis thaliana) (Oryza sativa)和葡萄(Vitis vinifera)]。成千上万的miRNA靶标调控关系,以及数百万个Ago结合位点和切割位点的信息包含在starBase中。


实验流程


目前的版本包括21个CLIP-Seq产生的高通量测序数据和来自6个生物体的10个降解组序列实验。通过分析数百万个映射的CLIP-Seq和Degradome-Seq读数,屈良鹄研究组在动物和植物中分别鉴定了约100万个Ago结合簇和约200万个切割的靶簇。分析这些簇,以及通过6个miRNA靶预测程序预测的目标位点,导致分别鉴定来自CLIP-Seq和Degradome-Seq数据的约40万个和约66,000个miRNA-靶标调控关系。


测序界面


另外,还开发了两种新的网络服务器,用于从CLIP-Seq和Degradome-Seq数据中鉴定miRNA结合位点或切割位点。作为全面整合Ago CLIP-Seq和Degradome-Seq数据的手段,该数据库预计将提供大量资源,帮助研究人员寻找新的miRNA靶点相互作用和开发下一代miRNA靶点预测算法。 starBase可在http://starbase.sysu.edu.cn/上找到。





原文下载

https://pan.baidu.com/s/1bzjLdc(可直接下载,仅用于教育,不得商用)


原文链接

https://academic.oup.com/nar/article-lookup/doi/10.1093/nar/gkq1056




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