基因可變剪接調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建.pdf

1、可變剪接是真核生物的一種重要的基因調(diào)控機(jī)制。可變剪接能夠使基因產(chǎn)生多個(gè)基因同源變體，進(jìn)而能夠編碼多種蛋白質(zhì)，極大的豐富了蛋白質(zhì)的功能種類。研究證明，可變剪接與人類的多種疾病緊密相關(guān)，包括：脊髓性肌萎縮、色素性視網(wǎng)膜炎、Prader-Willi綜合癥和癌癥相關(guān)的細(xì)胞遷移、細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)控、荷爾蒙響應(yīng)性、細(xì)胞死亡和化療反應(yīng)中基因表達(dá)變化等。因此，對(duì)可變剪接的研究將有助于研究者在本質(zhì)上理解基因和蛋白質(zhì)之間的調(diào)控關(guān)系，為癌癥等重大疾病找到更好的治療

2、方法。
　　可變剪接調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的延伸，用于描述基因同源變體之間的相互調(diào)控關(guān)系。構(gòu)建可變剪接調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是深入研究可變剪接調(diào)控機(jī)制的基礎(chǔ)。本文對(duì)可變剪接調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建進(jìn)行了以下研究：
　　(1)基因表達(dá)數(shù)據(jù)的處理。即基于Tophat對(duì)RNA-seq數(shù)據(jù)做序列比對(duì)。序列比對(duì)是基因轉(zhuǎn)錄分析中的重要且關(guān)鍵的一步，它直接影響著后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度。本文首先比較現(xiàn)有的幾種讀段定位軟件工具的優(yōu)缺點(diǎn)；然后依據(jù)本文數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，

3、提出一種定位軟件選擇準(zhǔn)則，根據(jù)選擇準(zhǔn)則以及軟件的比對(duì)結(jié)果，挑選最適合本文項(xiàng)目的定位軟件；最后，本文利用選擇的軟件，通過(guò)讀段匹配，將本文中RNA-seq序列數(shù)據(jù)定位到參考基因組序列中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文選用的Tophat軟件不僅能夠較好的匹配跨越結(jié)合區(qū)的讀段、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)外顯子結(jié)合區(qū)以及新的剪接位點(diǎn)，而且具有速度快、適合于短讀段數(shù)據(jù)匹配等優(yōu)勢(shì)，因此，本文選用的Tophat軟件能更好的滿足本文數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。
　　(2)基于Cufflink

4、s的基因表達(dá)量估計(jì)。本文選擇基于RPKM(Read Per Kb per Million mapped reads)的Cufflinks軟件包計(jì)算基因的表達(dá)量。首先，利用Cufflinks對(duì)單個(gè)轉(zhuǎn)錄體進(jìn)行組裝，然后，融合多個(gè)單個(gè)的轉(zhuǎn)錄體并計(jì)算基因變體的表達(dá)量，最后，進(jìn)行基因轉(zhuǎn)錄差異表達(dá)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，此方法能有效發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)的基因，能夠?yàn)轭A(yù)測(cè)可變剪接事件提供依據(jù)。
　　(3)基于相關(guān)分析的基因可變剪接變體之間關(guān)系預(yù)測(cè)。相關(guān)分析

5、方法是研究隨機(jī)變量之間的是否存在相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)方法。首先，利用皮爾遜相關(guān)算法，計(jì)算基因變體之間的相關(guān)系數(shù)，當(dāng)相關(guān)系數(shù)大于設(shè)定的閾值時(shí)在兩個(gè)基因變體之間連接一條邊，然后，運(yùn)用皮爾遜相關(guān)分析找到基因兩兩同源變體之間存在的正、負(fù)相關(guān)關(guān)系，最后，根據(jù)皮爾遜相關(guān)分析的計(jì)算結(jié)果，預(yù)測(cè)基因變體之間的調(diào)控關(guān)系。
　　(4)基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的基因可變剪接調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。通過(guò)皮爾遜相關(guān)分析找到相關(guān)系數(shù)值大于設(shè)定閾值的基因變體，然后對(duì)這些具有相關(guān)關(guān)系的