[发明专利]长的非编码RNA靶基因预测的方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种利用生物信息学算法进行长的非编码RNA(lncRNA)靶基因预测的方法，属于生物医药领域。

背景技术

长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的RNA分子，它们并不编码蛋白，而是以RNA的形式在多种层面上(表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等)调控基因的表达水平。

lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。然而，近年来的研究表明，lncRNA参与了X染色体沉默，基因组印记以及染色质修饰，转录激活，转录干扰，核内运输等多种重要的调控过程，lncRNA的这些调控作用也开始引起人们广泛的关注。哺乳动物基因组序列中4％～9％的序列产生的转录本是lncRNA(相应的蛋白编码RNA的比例是1％)，虽然近年来关于lncRNA的研究进展迅猛，但是绝大部分的lncRNA的功能仍然是不清楚的。

许多lncRNA都具有保守的二级结构，剪切形式以及亚细胞定位，这种保守性和特异性表明它们是具有功能的。但lncRNA的功能相对于microRNA和蛋白质的功能来说更加难以确定，因为目前并不能仅根据序列或者结构来推测它们的功能。根据它们在基因组上相对于蛋白编码基因的位置，可以将其分为(1)sense，(2)antisense，(3)bidirectional，(4)intronic，(5)intergenic这5种类型。这种位置关系对于推测lncRNA的功能有很大帮助。根据今年来所发现的lncRNA的作用机制，lncRNA主要可能具有以下几个方面的功能：1)通过在蛋白编码基因上游启动子区(桔)发生转录，干扰下游基因(蓝)的表达(如酵母中的SER3基因)。2)通过抑制RNA聚合酶II或者介导染色质重构以及组蛋白修饰，影响下游基因(蓝)表达(如小鼠中的p15AS)。3)通过与蛋白编码基因的转录本形成互补双链(紫)，进而干扰mRNA的剪切，从而产生不同的剪切形式。4)通过与蛋白编码基因的转录本形成互补双链(紫)，进一步在Dicer酶作用下产生内源性的siRNA，调控基因的表达水平。5)通过结合到特定蛋白质上，lncRNA转录本(绿)能够调节相应蛋白的活性。6)作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体。7)通过结合到特定蛋白上，改变该蛋白的胞质定位。8)作为小分子RNA，如miRNA，piRNA的前体分子转录。

大量的研究表明，在肿瘤细胞中，某些特定的lncRNA的表达水平会发生改变。这种表达水平的变化能够作为癌症诊断的标志物(有时是非常灵敏的诊断标志物，如前列腺癌中的DD3和潜在的药物靶点。相对于蛋白编码序列以及小分子RNA，lncRNA的研究还仅仅只是处于起步阶段，其功能与调控机制仍有待进一步阐明。目前研究成果所展现出的lncRNA繁多的分子生物学功能，如调节转录模式，调控蛋白活性，改变RNA的剪切模式等等，为人们提出了一个从未涉足的调控领域。当下lncRNA的主要研究方向仍然是通过原位杂交技术，过表达技术，siRNA介导的基因沉默技术来发现更多新的lncRNA，为目前的调控模式提供更多的支持和完善。这种传统的手段固然精确，然而却缺乏效率，随着更多高通量筛查技术的发展，如Microarray芯片杂交技术，新一代高通量测序技术，结合生物信息学的预测工具，人们将能够更快更有效率的发现那些具有重要调控功能的lncRNA。

发明内容

本发明的目的是发明了一种利用生物信息学相关算法来对lncRNA调控的靶基因进行功能预测的方法，以便更高效的对lncRNA的功能进行研究。

本发明采用的技术方案是：

1.lncRNA的基因组定位：ncRNA的基因组定位分为3类：一类是内含子反义转录本，内含子反义转录本一般抑制靶基因的表达。另一类是编码区反义转录本，编码区反义转录本一般也是抑制靶基因的表达，第三类是基因间非编码转录本，基因间非编码转录本则比较复杂，一般认为对临近的上下游基因具有调节作用