SSAM-04：microRNA 靶基因预测

针对候选miRNA（例如差异分析获得的miRNA），采用经典软件算法，如TargetScan, miranda等算法，预测miRNA靶基因。 

• 采用TargetScan算法:该算法将结合基于miRNA-mRNA联配的热动力学参数和序列比对分析共同预测miRNA靶基因。在靠近位于miRNA5’端的2-8bp范围区域(被称为seed序列)，miRNA-mRNA完全互补配对。因此，根据seed序列匹配原则，算法利用互不结合特征用于识别miRNA的靶基因mRNA。同时，miRNA-mRNA结合的热动力学特性采用RNAeval算法计算.
• 采用miranda算法：也综合考虑（1）miRNA Seed-3'UTR序列匹配性与（2）能量稳定性评估计算等因素经综合打分判断最终预测miRNA的靶基因。分析过程中需要的3'UTR序列来自gene model 3’UTR 序列分析；能量稳定性评估计算是采用动态规划算法搜索互补同时稳定形成双链的区域，计算miRNA与3’UTR双链形成时的自由能。
• 分析靶基因表达量倍增与靶基因蛋白产物倍增与miRNA表达量倍增关系的相关，准确识别miRNA靶基因。

图例：microRNA 预测分析原理图

图例：分析靶基因表达量倍增与靶基因蛋白产物倍增与miRNA表达量倍增关系的相关

图例：microRNA 表达量，miRNA预测靶基因转录本表达量与其蛋白产物量多层次协同变化分析

MicroRNA(miRNA)是具有调控基因表达功能的非编码RNA，通常长度为~22nt，在基因表达的转录后调控水平发挥重要功能。成熟的miRNA是从较长的具有局部颈环解结构(stemloop-hairpin)的RNA序列加工而成。miRNA的生物产生机制途径最先发生与细胞核中的RNaseIII酶Drosha对pri-miRNA的颈环处碱基进行剪切，并生成~70-90bp的pre-miRNA发卡结构。pre-miRNA被转运至细胞质中，进一步由Dicer（RNaseIIIendonuclease）加工。Dicer识别双链RNA靠近颈环处的碱基并分离双链，产生两条单链，而其中一条链成为miRNA而互不的那条链则被降解。成熟miRNA序列一旦被释放生成，它将与mRNA的3’UTR的局部序列互补配对，并通过降解mRNA和抑制mRNA翻译而达到调控基因表达的目的。

miRNA是一类重要的基因表达调控因子，通常主要参与靶基因翻译的抑制过程，同时最近研究也表明miRNA在哺乳动物细胞系统中的主要功能是降低靶基因mRNA的水平。每种保守的哺乳动物的miRNA都调控着数百个不同的靶基因，显示出调控系统的复杂性和系统性。因此，miRNA现在被认为是与转录因子同样重要的调控细胞蛋白质成分的重要分子。同样的，miRNA基因也受到精确的转录调节，并与后续的靶基因作用形成跟完整和系统的分子作用网络。

图例. miRNA，siRNA, piRNA 调控网络示意图

miRNA-Seq测序技术服务

利用miRNA表达谱芯片或miRNA测序技术，BioGenius可以探索miRNA水平的调控机制。利用生物信息学分析方法，BioGenius可以鉴定样本差异表达的miRNA分子，miRNA的结构，探索miRNA靶基因对应结合调控机制规律。对于miRNA在疾病诊断中的分子标记物的鉴定与识别，BioGenius将采用强大准确的机器学习算法构建疾病（预后、诊断）模型。对于miRNA基因层面的讨论分析，BioGenius将对miRNA前体基因进行分析，包括前体基因的调控序列，启动子，甲基化调控，以及保守性特性。另外，我们也可以对miRNA之间形成的复杂的协同调控网络进行重构分析，即miRNA-miRNA网络；联通miRNA-靶基因调控网络，以及结合mRNA水平的顺式调控网络（cis-RNAregulatorynetwork），我们将还原重现复杂分子网络调控在疾病或正常细胞，组织中的作用。

另外，高通量NGS测序技术也可获取其他类型small RNA；“Biogenius”还可以分析有关piRNA, siRNA等研究方向的内容。

Big Data , Big Idea !
惠研生物，提供领先的生物大数据解决方案！

• 全基因组测序/外显子组, 转录组等项目共计 完成近万个样本的测序与分析服务
• 累计协助客户发表权威SCI论文总IF超过 160分
• 512核心CPU，1T内存 满足大规模并行的，敏捷的数据分析服务;
• 1PB 数据磁盘阵列保证企业级 测序分析结果存储的安全稳定

官方网站：www.biogenius.cn
咨询热线：400-016-9606 / 180-1908-2932
官方微信：微信公众平台搜索 “惠研生物” 
官方QQ：1744353207
咨询邮箱：service@biogenius.cn