基于双色网络的重要长非编码RNA发现与分析

摘要

基因组测序结果表明，基因组非编码区域转录RNA现象在哺乳动物中普遍存在。尽管非编码RNA被过去的研究认为是基因转录噪音，但近年来越来越多的研究结果表明它们在生物体中发挥重要功能。在诸多类型的非编码 RNA中，长非编码 RNA近年来引发了广泛的研究关注。研究结果表明，长非编码RNA或通过转录调控和转录后调控的方式调节靶基因表达，或与其他生物分子结合，进而发挥丰富的生物功能，诱发或抑制复杂疾病的发生与发展。长非编码RNA数量庞大，给研究带来不小的挑战。与编码基因中研究重要基因类似，研究功能重要但数目较少的重要长非编码可以快速刻画长非编码RNA的功能特性。尽管已有研究强调研究重要长非编码RNA的重要性，但目前无论是从生物实验方面，还是从计算模型方面，针对重要长非编码RNA功能与特征的具体研究都相当匮乏。
　　本研究将网络节点中心性用于基因—长非编码RNA双色网络，结合已知重要基因，运用统计检验方法筛选重要长非编码RNA。对于筛选出的119条重要长非编码 RNA，从两个方面分析了它们的功能。首先进行了组织特异性分析，通过计算组织特异性得分筛选出组织特异性长非编码 RNA，分析发现其功能和对应组织功能存在一致性，表明它们作为重要长非编码RNA的原因之一；其次进行了模块分析，利用ClusterONE算法挖掘双色网络功能模块，在模块中分析了重要长非编码RNA和重要基因的功能关联性，进一步说明了重要长非编码RNA的重要意义。进一步的模块功能富集分析结果揭示，重要长非编码 RNA对模块功能行使具有重要作用。对重要长非编码RNA的研究还相对初浅，虽然揭示出一些重要长非编码RNA表现出的功能特性，但对背后的生物机理缺乏深入研究。希望本文工作能推动重要长非编码研究的进展。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2长非编码RNA研究现状

1.3本文工作及论文结构

第二章 长非编码RNA及相关基础

2.1长非编码RNA生物基础

2.2常用网络节点中心性与重要基因筛选

2.3双色网络

2.4生物网络中的功能模块

2.5本章小结

第三章 重要长非编码RNA发现与分析

3.1问题描述与本章内容安排

3.2数据

3.3重要长非编码RNA的筛选

3.4组织特异性分析

3.5模块分析

3.6本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

致谢

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