SSAM-01：microRNA 高通量测序数据分析

NGS深度测序所得小RNA短序列（sRNA）中含有miRNA，rRNA,tRNA,snRNA,snoRNA、repeat、exon/intron等降解片段，本方案分析内容包括：（1）首先，统计测序read长度分布，统计碱基偏好性，miRNA比对结果可视化展示等；（2）通过参考基因组比对（可获得基因组时），分别统计参考基因组各染色体或拼接Scaffold内，正负链，比配的clean reads总数目;将sRNA比对到mRNA的内含子和外显子，找出来自mRNA降解片段的sRNA。 

 

miRBase数据库比对，与miRNA数据库中所有miRNA前体(若miRBase中无该物种miRNA前体序列则用成熟miRNA的序列)进行比对（参见第6部分），得到样品中已知miRNA hairpin的reads含量、不同长度miRNA reads的首位点碱基分布及鉴定得的所有miRNA的各位点碱基分布统计。 (a) 统计长度范围从18-30范围内与hairpin比配的所有sRNA首位碱基（A,U,T,C）偏好性分布;  (b) 统计长度范围从18-30范围内与hairpin比配的所有sRNA片段的各个碱基位置的碱基（偏好性）分布。(3)  Rfam数据库比对等ncRNA数据库比对，注释各种sRNA来源信息，并统计sRNA在基因组上分布情况。 

 

选取Rfam(10.1)数据库来注释测序得到的小RNA序列，尽可能的发现并去除其中可能的rRNA, scRNA, snoRNA, snRNA, tRNA。参与统计的对象包含Rfam数据库（http://rfam.sanger.ac.uk/）（Rfam 10.1）中的非miRNA 的ncRNA类别，具体包含有：rRNA, snoRNA,snRNA，HACA-box，CD-box，ribozyme，CRISPR，thermoregulator，IRES，scaRNA等类型。将clean reads与各类型Repeats比对并统计匹配的Reads总量与Unique Reads总量。将识别鉴定到的非miRNA序列从clean data中过滤去除，并命名为clean miRNA data以示区分，用于后续新miRNA鉴定识别分析。 

 

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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。

图例. miRNA，siRNA, piRNA 调控网络示意图

miRNA-Seq测序技术服务

利用miRNA表达谱芯片或miRNA测序技术，BioGenius可以探索miRNA水平的调控机制。利用生物信息学分析方法，BioGenius可以鉴定样本差异表达的miRNA分子，miRNA的结构，探索miRNA靶基因对应结合调控机制规律。对于miRNA在疾病诊断中的分子标记物的鉴定与识别，BioGenius将采用强大准确的机器学习算法构建疾病（预后、诊断）模型。对于miRNA基因层面的讨论分析，BioGenius将对miRNA前体基因进行分析，包括前体基因的调控序列，启动子，甲基化调控，以及保守性特性。另外，我们也可以对miRNA之间形成的复杂的协同调控网络进行重构分析，即miRNA-miRNA网络；联通miRNA-靶基因调控网络，以及结合mRNA水平的顺式调控网络（cis-RNAregulatorynetwork），我们将还原重现复杂分子网络调控在疾病或正常细胞，组织中的作用。

另外，高通量NGS测序技术也可获取其他类型small RNA；“Biogenius”还可以分析有关piRNA, siRNA等研究方向的内容。

更多详情：http://www.biogenius.cn/htm/products/smallrnaseq/analysis/29.html
 

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