人类相关的miRNA相互关系研究和数据库的构建

摘要

miRNA是一类长约22nt具有调节功能的保守的非编码小RNA,在调控发育时序,细胞增殖与凋亡以及肿瘤发生中起着重要的作用。同时miRNA也参与了神经细胞的自我更新、脊椎动物的发育、心脏、肌肉以及神经系统的形成等多种生物学过程和信号通路。数据显示,每个miRNA可以调节数百个靶基因,这也表明miRNA可能影响所有的信号途径。本文通过手动收集文献中人类相关miRNA信息,利用Perl程序语言和Excel软件对所收集的数据进行整理,在MySQL数据库平台的基础上建立人类相关miRNA信息数据库-miCenter。该数据库严格遵守第三范式(3NF),保证数据库结构合理。截止到2009年5月底,我们收录了693篇人类miRNA相关的文献数据,总共包括1612个实验组记录和533个miRNA。另外本数据库还包含了miRecords和TarBase5.0中实验验证的miRNA对应的靶标信息,并提供miRBase,Gene Ontology(Go),Online Mendelian Inheritance in Man(OMIM),Genecards数据库中的基因注释数据及相应的链接。对查询页面和结果页面的显示进行组织和排版,使显示内容尽可能简洁、清晰、易读。该数据库的构建,可以为相关研究领域的研究者提供一个全面、方便的miRNA信息资源。
　　 本论文中通过两种方式来寻找miRNA对之间的联系,一是通过单尾Fisher精确假设检验来验证miRNA对同时出现的可能性,二是通过分析miRNA的靶标是否参与至少一个共同的信号通路来验证miRNA是否有联系。然后,采用Cytoscape软件对获得的相互作用miRNA的数据进行可视化分析,构建出如下四个不同分组下的关系网络:(1)人类相关的miRNA相互关系网络;(2)癌症相关的miRNA相互关系网络;(3)其他疾病相关的miRNA相互关系网络;(4)正常生物学过程相关的miRNA相互关系网络。对miRNA相互关系网络进行比较分析,统计miRNA通过其靶基因参与不同信号通路的个数,得到一些频繁参与人类信号通路调控的miRNA和miRNA聚类。
　　 本文试图收集文献信息得到的miRNAs(表达实验组的记录)和其靶基因参与调控的信号通路来研究miRNA之间的相互关系。另外,分析人类的生物学调控是miRNA研究领域中的全新尝试。