论文摘要
microRNA(miRNA)是一类长度约为22个核苷酸的内源性非编码RNA,它在动植物的生长发育等生命过程中起着重要的调控作用。近年来,miRNA的相关研究受到广泛关注,研究人员对miRNA在疾病的研究、诊断和治疗等方面的应用前景寄予厚望。本论文利用统计、模式识别等各种生物信息学方法对miRNA的调控机理这一重要问题展开了深入的探索,取得了一系列新的研究成果。主要包括以下四方面内容:(1)提出了高效的同源miRNA识别算法,可用于预测远同源的miRNA基因。在综合考虑miRNA成熟体序列保守和前体结构保守的特征的基础上,本论文提出了将RNA序列比对与结构比对相结合的miRNA同源基因识别方法。该方法达到了当时国际上公开发表的同类算法中最高的敏感性和特异性。(2)研究了miRNA在脊椎动物中的进化模式,为全面了解miRNA的功能及其在物种进化过程中的作用提供了新的视角。与当时普遍认为miRNA在漫长的物种进化过程中高度保守、一成不变的观点不同,本论文通过系统的分析和丰富的实例表明miRNA在物种进化过程中是非常活跃的,并且有着复杂的演化模式。(3)利用比较基因组学方法探索了miRNA的转录调控机制。miRNA的表达过程受到严格的调控,其中转录是最主要的控制环节。近期,对大量动、植物基因组的测序完成为我们利用比较基因组的方法研究基因转录调控机制提供了机遇。本研究提出了序列比对与motif识别相结合的保守序列调控元件分析方法,建立和提供了一套系统地分析保守调控元件的流程和计算平台,并成功用于分析果蝇miRNA的转录调控元件。(4)开发了新一代的基因核心启动子计算机识别方法,能成功预测出绝大部分已知的人类miRNA的核心启动子。基因启动子的识别是基因转录调控研究中的关键和难点问题。结合表观基因组学研究的最新进展,本论文提出了综合利用DNA序列信息和组蛋白修饰信息的人类基因核心启动子机识别算法。该方法在敏感性、特异性和分辨率等方面均优于国际上现有的启动子识别算法。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 研究课题的背景和意义1.2 microRNA 相关生物学背景1.2.1 microRNA 的产生1.2.2 microRNA 的作用机制1.2.3 microRNA 的功能及其与疾病的联系1.2.4 microRNA 与siRNA 的关系1.3 当前研究状况及存在的问题1.3.1 寻找microRNA1.3.2 microRNA 的进化研究1.3.3 microRNA 的表达调控1.3.4 microRNA 的靶基因预测和分析1.3.5 国内相关研究进展1.4 论文各个部分的主要内容和相互之间的联系第2章 microRNA 同源基因预测2.1 本章引论2.2 RNA 二级结构比对2.3 序列比对与结构比对相结合的microRNA 同源基因预测方法2.3.1 数据集描述2.3.2 算法流程2.3.3 算法性能评价2.3.4 与其他方法的比较2.3.5 在冈比按蚊基因组中预测新的microRNA2.3.6 网页服务2.4 完全基于结构信息的miRNA 预测2.5 本章小结第3章 脊椎动物中microRNA 进化模式研究3.1 本章引论3.2 材料和方法3.2.1 数据描述3.2.2 microRNA 超家族聚类3.2.3 同源分析3.3 microRNA 的进化模式3.3.1 新生microRNA 的快速进化3.3.2 miRNA 与miRNA*的相互转化3.3.3 系特异性大规模串联复制3.3.4 超家族成员间的联系3.4 本章小结第4章 基于比较基因组学的microRNA 转录调控研究4.1 本章引论4.2 同时基于序列比对和motif 识别的进化足迹方法4.2.1 数据4.2.2 方法描述4.2.3 microRNA 周围保守元件识别4.3 microRNA 顺势调控元件分析4.3.1 与已知转录因子结合位点的比较4.3.2 新motif 的发现4.3.3 寻找miRNA 与转录因子间的调控回路4.4 本章小结第5章 基于组蛋白修饰信息的人类基因启动子识别5.1 本章引言5.2 基于组蛋白修饰信息的核心启动子识别方法5.2.1 数据收集和整理5.2.2 启动子区组蛋白修饰信号分析5.2.3 特征提取5.2.4 算法描述5.2.5 算法性能度量5.2.6 算法性能比较5.2.7 基因表达量与预测性能之间的关系5.3 microRNA 启动子预测5.4 本章小结第6章 总结和展望6.1 总结6.2 展望参考文献
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标签：识别论文; 进化论文; 转录调控论文;
