使用四种模式生物研究miRNA对人类疾病基因的调控作用

摘要

疾病困扰人们的生活，甚至能夺走人类的生命，研究疾病的分子生物学机制对提高人类生存品质具有非常重要的意义。目前OMIM数据库、Human Gene Mutation Database中已收录了大量的人类疾病基因。利用模式生物构建疾病模型研究人类疾病的发生、发展分子机制是疾病研究中的重要研究手段。近年大量的研究发现，microRNAs（miRNAs）在调节疾病基因表达中扮演着重要的作用，例如心血管疾病、神经退行性疾病以及肿瘤发生。在以往的疾病模型中，很少考虑到miRNAs对疾病基因的重要调控作用，因此，本文在四种模式生物:小鼠、斑马鱼、果蝇和线虫中研究了miRNA对人类疾病基因的调控作用。
　　为此，本文在全基因组范围对小鼠、斑马鱼、果蝇、线虫和人类五个物种中对miRNA-gene靶向对进行生物信息学预测;通过识别了小鼠、斑马鱼、果蝇和线虫基因组中与人类疾病基因同源的基因，以及与人类miRNA同源的miRNA;最终筛选出了四种模式生物中与人类同源的miRNA-疾病基因靶向对。此外，本文基于Linux+Apache+MySQL+PHP搭建了果蝇疾病同源miRNA-gene数据库。
　　本文取得的主要研究成果如下:
　　1.获取了小鼠与人类miRNA-疾病基因同源的靶向对，共73014条小鼠miRNA-基因靶向对，其中包含846个小鼠miRNA、2019个小鼠基因，分别与868个人类miRNA、2035个人类疾病基因同源。
　　2.获取了斑马鱼与人类miRNA-疾病基因同源的靶向对，共13013条斑马鱼miRNA-基因靶向对，其中包含238个斑马鱼miRNA、802个斑马鱼基因，分别与260个人类miRNA、828个人类疾病基因同源。
　　3.获取了果蝇与人类miRNA-疾病基因同源的靶向对，共2263条果蝇miRNA-基因靶向对，其中包含88个果蝇miRNA、352个果蝇基因，分别与144个人类miRNA、401个人类疾病基因同源。
　　4.获取了线虫与人类miRNA-疾病基因同源的靶向对，共403条线虫miRNA-基因靶向对，其中包含64个线虫miRNA、139个线虫基因，分别与81个人类miRNA、163个人类疾病基因同源。
　　5.利用Cytoscape软件可视化果蝇与人类miRNA-疾病基因同源的靶向对，基于Linux+Apache+MySQL+PHP搭建了提供搜索、浏览、下载功能的果蝇疾病同源miRNA-gene数据库(bioinf.njnu.edu.cn/dhdd/home.php)。
　　本论文首次在多种模式生物（小鼠、斑马鱼、果蝇、线虫）中研究了与人类同源的miRNA-disease gene靶向对，并搭建了果蝇疾病同源miRNA-gene数据库，为使用多种模式生物研究miRNA在疾病基因中的调控作用提供了参考。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1人类疾病基因

1．3使用模式生物构建人类疾病模型

1．3．1模式动物和人类疾病模型

1．3．2小鼠疾病模型

1．3．3斑马鱼疾病模型

1．3．4果蝇疾病模型

1．3．5线虫疾病模型

1．4论文的研究意义和创新点

1．5技术路线

第2章全基因范围的人类miRNA靶向分析

2．2．1数据来源

2．2．2调控人类基因的miRNA靶向预测

2．2．3基因与miRNA分布分析

2．3结果

2．3．1基因、miRNA基因组分布分析

2．3．2 miRNA靶标预测结果

2．4讨论

第3章人类miRNA-gene在四种模式动物中的同源分析

3．1引言

3．2数据来源与方法

3．2．1数据来源

3．2．2模式生物中的同源基因

3．2．3模式生物中的同源miRNA

3．3．1四种模式生物中与人类同源的基因分析

3．3．2四种模式生物中与人类同源的miRNA分析

3．3．3四种模式生物中与人类同源的miRNA-疾病基因靶向分析

3．3．4四种模式生物中与人类同源的miRNA-疾病基因靶向作用统计

3．3．5四种模式生物中与人类疾病基因同源的靶基因富集分析

3．4讨论

4．1引言

4．2数据来源和方法

4．2．1数据来源

4．2．2保守miRNA的多序列比对

4．2．3保守miRNA的多物种分析

4．3结果

4．3．1在四种模式生物与人类中均保守的miRNA

4．3．2保守miRNA在多个物种中的分析

4．3．3保守miRNA调控的疾病基因

4．4讨论

第5章人类疾病相关基因及调控miRNA的同源数据库

5．1引言

5．2．2使用Cytoscape构建网络

5．2．3网站搭建

5．3数据库介绍

5．4讨论

第6章总结

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢