MHC多肽結合位點鑑定及超類型識別

《MHC多肽結合位點鑑定及超類型識別》是依託汕頭大學，由沈文君擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：MHC多肽結合位點鑑定及超類型識別
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：沈文君
• 依託單位：汕頭大學

項目摘要

人類白細胞抗原（HLA）是人類的MHC。主要功能是將多肽遞呈到細胞表面以供T細胞識別。識別抗原肽對開發表位疫苗起到重要的作用，很多研究提出了基於生物和計算機手段識別抗原肽的方法，然而HLA基因的高度多態性限制了高人口覆蓋率表位疫苗的設計。雖然每個HLA分子只能與特定的多肽集群結合，但觀察發現不同HLA可以結合的多肽集群是重合的，因此MHC超類型提出的目的在於將MHC分子進行歸類，從而應對繁複的HLA的多態性。鑒於此，在本項目中我們將致力於提出高性能的算法用於鑑定MHC多肽結合位點和識別MHC超類型。擬提出的新方法將建立在對MHC多肽結合性質、計量多維尺度分析及Lasso特徵提取的基礎上。我們將嘗試把計量多維尺度分析套用於構建MHC抗原肽結合圖譜，同時結合Lasso提取出抗原肽MHC結合的關鍵性位點。本項目的預期成果將在理論和套用兩方面促進MHC抗原肽結合位點鑑定和MHC超類型識別的發展。

結題摘要

人類白細胞抗原（HLA）是人類的MHC。主要功能是將多肽遞呈到細胞表面以供T細胞識別。識別抗原多肽對開發表位疫苗起到至關重要的作用，因此研究者們提出了很多基於生物和計算機手段識別抗原多肽的方法，然而HLA基因的高度多態性限制了高人口覆蓋率的表位疫苗的設計。雖然每個HLA分子都只能與特定的多肽集群結合，但觀察發現不同HLA分子可以結合的多肽集群是重合的，因此MHC超類型提出的目的在於將MHC分子進行歸類，從而應對繁複的HLA的多態性。另外，MHC基因的高度多態性對設計算法用於準確預測那些很少已知結合肽的MHC II類分子也是一個很大挑戰。 本項目旨在提出高性能的算法用於識別MHC II超類型和預測MHC II結合肽。基於大規模的MHC II抗原的定量親和力值，我們提出了一個能夠有效量化MHC II類分子與多肽結合特異性的差異性度量指標。同時結合層次聚類算法識別MHC II超類型。我們提出一個新的基於MHC II超類型來預測MHC II結合肽的算法，簡稱superMHC。該模型能夠預測包含HLA-DR, HLA-DQ和HLA-DP分子的結合肽，並且取得了與目前此領域裡準確性最高的算法一致的預測結果。superMHC算法對於那些沒有或很少實驗室測量值的MHC分子一樣可以給出很高的預測精度。 除此之外我們還嘗試了基於核函式的RLS回歸算法在RNA與蛋白質相互作用的套用：我們開發了一個新的預測RNA與蛋白質相互作用的方法，該方法在預測lncRNA與蛋白互作數據集上達到了92%的準確率。我們還系統研究了幾種新發現的lncRNA在食管鱗癌中的作用機制，以及探討它們在食管鱗癌發生、發展、轉移中起到的作用和臨床套用前景。 本項目研究成果推動了MHC超類型識別和MHC結合肽預測領域的發展，也拓展了機器學習理論工具在該領域的套用，具有較好的科學理論價值和工程套用價值。