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項(xiàng)目名稱：miRNA如何預(yù)測(cè)其靶基因？
所屬分類：生物信息學(xué)分析
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技術(shù)服務(wù)描述
miRNA如何預(yù)測(cè)其靶基因？
??miRNA是一類在生物體內(nèi)起到重要調(diào)控作用的的小片段非編碼RNA。一般認(rèn)為miRNA通過和mRNA的結(jié)合，可以抑制mRNA的表達(dá)，從而影響到Gene的表達(dá)。
??目前miRNA的靶基因預(yù)測(cè)軟件主要是依據(jù)miRNA與其靶位點(diǎn)的互補(bǔ)性、miRNA與其靶位點(diǎn)的調(diào)控關(guān)系、miRNA靶位點(diǎn)的保守性、miRNA-mRNA雙鏈之間的熱穩(wěn)定性及附近序列的二級(jí)結(jié)構(gòu)等原則設(shè)計(jì)的。 目前miRNA預(yù)測(cè)主要基于算法預(yù)測(cè)，目前也有一部分以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為收集對(duì)象的數(shù)據(jù)庫(kù)。使用算法預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)庫(kù)，有如 TargetScan、miRDB、RNAhybrid、DIANA-microT-CDS 等。以實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的收集的靶標(biāo)相互作用數(shù)據(jù)庫(kù)，有如 miRTarBase、Tarbase v8 等。 考慮到研究時(shí)效性，我們選擇基于miRbase22為基礎(chǔ)研究的數(shù)據(jù)庫(kù)，在此基礎(chǔ)上篩選出近5年內(nèi)較新的數(shù)據(jù)庫(kù)。
??其中， miRDB數(shù)據(jù)庫(kù) 是根據(jù) “miRNA通過下調(diào)其靶基因的表達(dá)” miRNA主要功能特征，采用機(jī)器學(xué)習(xí)來進(jìn)行模型預(yù)測(cè)得到的靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。它通過采用大量RNA數(shù)據(jù)集，使用 “過表達(dá)的miRNA“ 及 “下調(diào)的轉(zhuǎn)錄本” 進(jìn)一步量化miRNA靶向下調(diào)的特征，采用SVM算法開發(fā)了預(yù)測(cè)模型 MirTarget。 該算法結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)比較 TargetScan，DIANA-MicroT，miRanda 和 PITA 另外四種預(yù)測(cè)算法，獲得了最優(yōu)表現(xiàn)。 該模型對(duì)于每個(gè)候選靶標(biāo)基因，它都會(huì)生成由SVM計(jì)算出的概率分?jǐn)?shù)，該分?jǐn)?shù)反映了預(yù)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)置信度，分?jǐn)?shù)越高，置信度越高。所有預(yù)測(cè)目標(biāo)的目標(biāo)預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)在50到100之間，一般而言，預(yù)測(cè)得分 > 80 的預(yù)測(cè)目標(biāo)具有較高的可信度。如果分?jǐn)?shù)低于60，則需要謹(jǐn)慎選擇，一般需要提供其他證據(jù)支持。
?? TargetScan數(shù)據(jù)庫(kù) 則基于序列互補(bǔ)原則，找到比對(duì)到靶 3'UTR 的保守性 8 mer、7 mer 或 6 mer 位點(diǎn)（seed match 序列），進(jìn)一步根據(jù)熱力學(xué)穩(wěn)定性篩選得到 miRNA 的靶基因。 隨后，對(duì)于不具備保守性的 seed match 區(qū)域計(jì)算相應(yīng)的 context score。 將保守和不保守區(qū)域的 context score 進(jìn)行排序即得到 context score percentile。 一般考慮 context score percentile > 90 為預(yù)測(cè)的可能具有功能的 miRNA 的靶基因。
??綜上，miRDB數(shù)據(jù)庫(kù)主要通過miRNA-mRNA調(diào)控關(guān)系來進(jìn)行量化計(jì)算，而TargetScan通過序列互補(bǔ)原則篩選后再進(jìn)行熱穩(wěn)定性量化計(jì)算，前者相較于后者更有說服力，而后者得到的數(shù)據(jù)較為全面。我們綜合兩者，通過標(biāo)準(zhǔn) miRDB Score >= 80 & TargetScan context score percentile >= 90 的靶基因作為預(yù)測(cè)結(jié)果。通過預(yù)測(cè)給出的miRNA-靶基因?qū)Γ糜诤罄m(xù)進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)圖或富集分析。
Venn 圖 示例：
圖 2.7.1. TargetScan vs miRDB 的靶基因交集veen圖