[发明专利]一种基于miRNA-mRNA调控关系的合成致死基因组合的特征构建方法

说明书

本发明属于生物信息领域，公开了一种基于miRNA‑mRNA调控关系的合成致死基因组合的特征构建方法，包括以下步骤：获取isomiR序列，利用信息熵量化miRNA对应isomiR序列的不确定性，作为miRNA的特征；获取miRNA‑mRNA调控关系，找到对合成致死相关基因具有调控关系的miRNA，用表达相关系数作为权重对miRNA特征计算加权平均值；合成致死基因组合的特征即为2个相关基因上述计算结果的均值。本发明从isomiR角度出发，融入miRNA的调控作用以描述多分子关联，构建出具有系统生物学意义的合成致死基因组合特征，在构建合成致死基因组合预测模型时，提高了模型生物学方面的可解释性。

技术领域

本发明属于生物信息领域，具体涉及一种基于miRNA-mRNA调控关系的合成致死基因组合的特征构建方法。

背景技术

合成致死(Synthetic lethality)效应，又称协同致死效应，是最近几年抗癌药研发的一种全新思路，因该治疗策略毒性小且效果好而备受关注。然而，如何获得一批高质量的具合成致死效应的基因组合是当前面临的主要挑战。

机器学习预测是获取大量合成致死基因组合的一种高效的方法。大部分采用机器学习预测的方法所使用的特征值来源有限，如基因表达、蛋白质网络拓扑结构和基因功能等方面。然而，在合成致死相关的mRNA-miRNA调控网络特征值研究仍然缺乏，特别是基于大数据的研究方法。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于miRNA-mRNA调控关系的合成致死基因组合的特征构建方法，基于本方法构建的特征值可以对机器学习预测作出有效的贡献，提高预测效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于miRNA-mRNA调控关系的合成致死基因组合的特征构建方法，包括以下步骤：

获取isomiR序列，利用信息熵量化miRNA对应isomiR序列的不确定性，作为miRNA的特征；

获取miRNA-mRNA调控关系，找到对合成致死相关基因具有调控关系的miRNA，用表达相关系数作为权重对miRNA特征计算加权平均值；

合成致死基因组合的特征即为2个相关基因上述计算结果的均值，用于输入机器学习模型。

进一步的，根据isomiR表达数据获取所有isomiR的染色体坐标及其对应前体和成熟miRNA的名称；根据前体的名称，从hsa.gff3中获得前体的染色体坐标，从hairpin.fa中获取前体的序列。

进一步的，获取所有isomiR的染色体坐标，获取相应位置的序列。

进一步的，根据isomiR的染色体坐标与前体坐标的相对位置，从前体序列中提取出isomiR序列，其中正链的坐标起点在序列头部，负链的坐标起点在序列尾部。

进一步的，从hsa.gff3中前体对应成熟miRNA中，根据成熟miRNA名称找到isomiR对应成熟miRNA的染色体坐标。

进一步的，从hsa.gff3中前体对应成熟miRNA中，根据成熟miRNA名称找到isomiR对应成熟miRNA的染色体坐标，将相对于成熟miRNA坐标偏移量超出4nt的isomiR去除。

进一步的，从starBase数据库下载所有miRNA-mRNA调控关系结果，下载的每一组调控关系应至少被三种预测软件预测到。

进一步的，对miRNA利用信息熵量化miRNA对应isomiR5’端和3’端序列的不确定性，作为miRNA的特征，记为MIH：