通过生物信息学方法分析microRNA在疱疹病毒和宿主相互作用过程中所起的作用

摘要

MicroRNA是一类长度为22个碱基左右的，能够在转录后水平上调控基因表达的非编码RNA。最近的研究表明，病毒和宿主分别利用microRNA来实现免疫逃避或者免疫应答。使用microRNA调控基因表达对于病毒来说有着非同寻常的意义，可以使它们通过一种非免疫原性的方式调控胞内环境。通过microRNA调控自身和对方的靶基因从而实现病毒的存活策略和宿主的反制策略，构成了受microRNA调节的病毒与宿主互作网络的核心。宿主编码的microRNA可以作用于自身的转录物或者病毒的转录物，反之亦然。宿主的microRNA作用于病毒的靶基因是迄今为止研究最为透彻的microRNA介导的病毒防御机制之一。病毒的microRNA作用于宿主的转录物可以创造出比较适合病毒存活并复制的胞内环境。病毒编码的microRNA可以调节病毒自身的转录物，从而延迟疾病发生。由这些microRNA调控的宿主基因有可能在病毒潜伏过程中的病理生理学有关。对宿主和病毒在分子水平上的相互作用的研究有助于我们发现病毒潜伏感染的机制。
　　 根据miRBase发布的最新数据，有26个病毒物种能够编码microRNA，并且其中大部分是疱疹病毒科病毒。疱疹病毒科病毒是一类能够在动物中导致各种疾病，并能导致人类疾病的DNA病毒。疱疹病毒科包含3个亚科，17个属和90个物种。疱疹病毒极可能通过免疫逃避的方式建立终生感染。在本研究中，我们试图从非编码基因的角度阐释疱疹病毒和宿主的互作（病毒的免疫逃避和宿主的免疫应答）。通过预测靶基因和miRNA与mRNA互作网络分析探索microRNA在病毒与宿主互作中所扮演的角色。研究发现，病毒编码的miRNA主要通过抑制自身机构蛋白和一些比较重要的酶和调控蛋白，从而维持自身的潜伏感染，此外还会通过miRNA抑制宿主的凋亡，免疫应答并影响细胞周期。宿主的miRNA也可以抑制病毒结构蛋白和酶的翻译，此外宿主miRNA还可以调节自身的基因，分析表明在宿主中约有16％以上的转录物受自身miRNA的调控。

目录

声明

摘要

缩略语表(Abbreviation)

1 前言

1．1 MicroRNA简介

1．2 MicroRNA加工

1．3 病毒的miRNA

1．4 病毒编码的miRNA与宿主编码的miRNA的同源性

1．5 病毒miRNA调控基因的表达

1．5．1 对病毒转录物的调控作用

1．5．2 对于细胞转录的影响

1．6 细胞miRNA调节基因表达

1．6．1 病毒利用细胞miRNA

1．6．2 细胞miRNA的抗病毒效应

1．6．3 干扰素介导的调节

1．7 研究目的和意义

2 材料与方法

2．1 数据来源

2．1．1 宿主UTR序列和ORF序列的下载

2．1．2 病毒3’UTR序列和ORF序列的获得

2．1．3 宿主和病毒的miRNA序列的下载

2．1．4 GO分析相关文件的下载

2．2 软件安装

2．2．1 miRNAda的安装与调试

2．2．2 Cytoscape的安装与调试

2．2．3 GO：：Termfinder的安装与调试

2．2．4 Blast的安装与调试

2．3 数据分析

2．3．1 miRNA靶基因预测

2．3．2 miRNA调控网络的构建

2．3．3 绘制wego图

2．3．4 GO富集分析

2．3．5 miRNA相似性分析

3 结果与分析

3．1 病毒调控自身的靶基因

3．1．1 病毒miRNA和自身mRNA在3’UTR区以不完全匹配的方式结合

3．1．2 病毒miRNA和自身mRNA在ORF区以完全匹配的方式结合

3．2 宿主调控病毒的靶基因

3．2．1 宿主miRNA和病毒mRNA在3’UTR区以不完全匹配的方式结合

3．2．2 宿主miRNA和病毒mRNA在ORF区以完全匹配的方式结合

3．3 病毒调控宿主靶基因

3．3．1 病毒miRNA和宿主mRNA在3’UTR区以不完全匹配的方式结合

3．3．2 病毒miRNA和宿主mRNA在ORF区以完全匹配的方式结合

3．3．3 宿主中与细胞凋亡，细胞周期和免疫应答相关的靶基因

3．4 宿主调控自身靶基因

3．4．1 宿主miRNA和自身mRNA在3’UTR区以不完全匹配的方式结合

3．4．2 宿主miRNA和自身mRNA在ORF区以完全匹配的方式结合

3．5 GO富集分析

3．6 种子区miRNA相似性分析

4 讨论

4．1 病毒miRNA在病毒与宿主互作中的作用

4．2 宿主miRNA在病毒与宿主互作中的作用

4．3 结论

参考文献

附录

致谢