長非編碼RNA功能預測網路模型與算法研究

《長非編碼RNA功能預測網路模型與算法研究》是依託西安電子科技大學，由郭杏莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：長非編碼RNA功能預測網路模型與算法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭杏莉
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

基因組本身尤其是控制基因開關的複雜調控機制導致了物種及個體間的巨大差異，人類基因組大約98%非編碼基因參與調控2%蛋白質編碼基因的表達，尤其是長非編碼RNA參與調控了不同層面的基因表達，具有重要的生物功能，與重大疾病密切相關。面臨數量不斷增加的長非編碼RNA，本項目擬開展大規模長非編碼RNA功能預測問題的網路模型與算法研究。通過集成多個層面不同類型的長非編碼RNA數據，研究多源數據分析、集成方法，構建反映長非編碼RNA與其它生物分子功能關聯的生物網路；研究基於網路模型的高效算法，實現大規模長非編碼RNA功能預測；基於功能預測結果，分析其功能類別，研究長非編碼RNA數據的生物特徵與功能之間的內在聯繫，揭示隱含的生物學規律，研究功能異常與疾病的關係，探索長非編碼RNA作為潛在分子標記和藥物靶標的套用價值；最後開發長非編碼RNA相關資料庫和功能預測軟體。

結題摘要

研究發現人類基因組大約只有3%的區域是編碼區域，產生各種各樣體現生命活動的蛋白質，其它非編碼區域轉錄產生大量的非編碼RNA，其中一類長度大於200nt 的非編碼RNA 被稱之為長非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），大約62%的人類基因組序列轉錄產生lncRNA。LncRNA 在轉錄和轉錄後水平，在細胞質和細胞核中通過順式或者反式調控機制發揮著重要生物功能。圍繞lncRNA 的相關研究迅速成為國際生命科學領域及生物信息學交叉領域的熱點、國內外共同關注的科學前沿問題。本項目針對多個層面、不同類型的lncRNA數據，研究多源lncRNA數據的集成方法，構建lncRNA分子的生物網路模型；研究基於lncRNA網路模型的分類算法，實現大規模、快速的、可靠的lncRNA功能預測；基於lncRNA的功能預測結果，發現lncRNA功能類別，挖掘lncRNA數據的生物特徵與功能之間的內在關聯，以及lncRNA功能失調與複雜疾病發生髮展之間的關係；開發lncRNA相關資料庫和功能預測軟體。 研究成果主要包括三個方面，（一）網路構建與分析，包括複雜網路理論分析，網路拓撲結構分析及套用，網路可控性分析及套用；（二）功能分析及預測算法研究，包括lncRNA二級結構預測與功能關聯分析，lncRNA疾病網路構建及與疾病的關聯分析，lncRNA的鑑定、結構與功能研究進展，提出了lncRNA功能預測的計算框架；（三）lncRNA相關套用研究及軟體工具開發，包括甲基化模式挖掘，藥物重定位，生物分子標記物發現以及表型與基因型的關聯分析工具開發。總計發表SCI論文15篇，其中一區1篇，二區7篇，國家發明專利1項，軟體著作權2項。培養青年教師5人（均晉升副教授），博士生2人（1人留校任教），碩士生2人。