SSAM-04：microRNA 靶基因预测

针对候选miRNA（例如差异分析获得的miRNA），采用经典软件算法，如TargetScan, miranda等算法，预测miRNA靶基因。 

• 采用TargetScan算法:该算法将结合基于miRNA-mRNA联配的热动力学参数和序列比对分析共同预测miRNA靶基因。在靠近位于miRNA5’端的2-8bp范围区域(被称为seed序列)，miRNA-mRNA完全互补配对。因此，根据seed序列匹配原则，算法利用互不结合特征用于识别miRNA的靶基因mRNA。同时，miRNA-mRNA结合的热动力学特性采用RNAeval算法计算.
• 采用miranda算法：也综合考虑（1）miRNA Seed-3'UTR序列匹配性与（2）能量稳定性评估计算等因素经综合打分判断zei终预测miRNA的靶基因。分析过程中需要的3'UTR序列来自gene model 3’UTR 序列分析；能量稳定性评估计算是采用动态规划算法搜索互补同时稳定形成双链的区域，计算miRNA与3’UTR双链形成时的自由能。
• 分析靶基因表达量倍增与靶基因蛋白产物倍增与miRNA表达量倍增关系的相关，准确识别miRNA靶基因。

图例：microRNA 预测分析原理图 

 

图例：分析靶基因表达量倍增与靶基因蛋白产物倍增与miRNA表达量倍增关系的相关 

 

图例：microRNA 表达量，miRNA预测靶基因转录本表达量与其蛋白产物量多层次协同变化分析 


 

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MicroRNA(miRNA)是具有调控基因表达功能的非编码RNA，通常长度为~22nt，在基因表达的转录后调控水平发挥重要功能。成熟的miRNA是从较长的具有局部颈环解结构(stemloop-hairpin)的RNA序列加工而成。miRNA的生物产生机制途径zei先发生与细胞核中的RNaseIII酶Drosha对pri-miRNA的颈环处碱基进行剪切，并生成~70-90bp的pre-miRNA发卡结构。pre-miRNA被转运至细胞质中，进一步由Dicer（RNaseIIIendonuclease）加工。Dicer识别双链RNA靠近颈环处的碱基并分离双链，产生两条单链，而其中一条链成为miRNA而互不的那条链则被降解。成熟miRNA序列一旦被释放生成，它将与mRNA的3’UTR的局部序列互补配对，并通过降解mRNA和抑制mRNA翻译而达到调控基因表达的目的。

miRNA是一类重要的基因表达调控因子，通常主要参与靶基因翻译的抑制过程，同时zei近研究也表明miRNA在哺乳动物细胞系统中的主要功能是降低靶基因mRNA的水平。每种保守的哺乳动物的miRNA都调控着数百个不同的靶基因，显示出调控系统的复杂性和系统性。因此，miRNA现在被认为是与转录因子同样重要的调控细胞蛋白质成分的重要分子。同样的，miRNA基因也受到精确的转录调节，并与后续的靶基因作用形成跟完整和系统的分子作用网络。