利用RNA序列及結構特徵分析small RNA定序資料於辨識人類病毒microRNA及其目標之研究(1/2)

研究計畫: A - 政府部門b - 科技部

專案詳細資料

說明

背景與重要性(Backgrounds and Significance): 微小核醣核酸(microRNA; miRNA)是一種小片段非 編碼 RNA 分子,長度約為 21~25 核苷酸,它們主要功能是藉由抑制轉譯或是降解 mRNA 來降低 基因的表現。近來陸續在哺乳動物、植物、昆蟲中證實微小核醣核酸(miRNA)藉由調控基因後轉 錄作用的產物(mRNA,訊息核醣核酸),對發育、致癌機制、凋亡等生理機制扮演重要的調控角 色。值得注意的是,目前已知某些病毒亦能產生 microRNAs,且其表現對於感染宿主之能力, 扮演重要的角色,此外,有證據顯示病毒之 microRNA 對於人類腫瘤發展及增生,具有重要的影 響力。然而,過去之相關研究多著重於探討人類內生性 miRNA 對人類基因之調控機制,或探討 其對於侵入人體病毒之調控關係,而對於病毒 miRNA 對人類基因之調控則較少被注意及探討。 本研究的主要興趣在於發掘人類病毒 miRNA 及其目標基因,並探討其參與之基因調控網路與疾 病之相關性。 研究目的與研究方法(The Aims and Methods): 本研究的主要目標為運用生物資訊方法分析病毒 miRNA 序列及結構特徵,並結合高通量定序資料之分析,辨識人類病毒 microRNA 及其目標基 因,並探討其參與之調控路徑與疾病之相關性。本研究所提出的研究目標及方法,摘要如下: (1) 建立病毒 miRNA precursor預測模型 (Developing predictive model of viral miRNA precursor) (year1):  透過病毒 miRNA相關文獻與資料庫,搜集與整理已知之病毒 miRNA precursor資料  利用生物資訊分析病毒 miRNA precursor RNA二級結構與序列之特徵  依據特徵使用機器學習(machine learning)方法,建立病毒 miRNA precursor預測模型,並找 出病毒中基因組中可能之 miRNA precursor (2) 發展人類病毒 miRNA預測平台(Predicting human viral miRNA) (year2):  搜集 public domain中人類高通量定序 small RNA-seq之相關資料,並著重在病毒感染之相 關疾病與癌症之資料收集(如肝癌(HBV/HCV)、子宮頸癌(HPV)、胃癌與鼻炎癌(EBV))  整合定序資料分析工具與本研究之病毒 miRNA precursor預測模型,建立整合分析平台  利用整合分析平台來預測人類病毒 miRNA,並探討病毒 miRNA與疾病之關聯性 (3) 辨識人類病毒 miRNA之目標基因 (Identifying human viral miRNA targets) (year3):  透過病毒 miRNA相關文獻與資料庫,搜集與整理實驗驗證之病毒 miRNA目標基因  整合 miRNA目標預測工具,針對病毒 miRNA及其目標基因,建立病毒專屬之預測模組  使用人類基因組序列與本研究收集及預測之人類病毒 miRNA,利用預測模組來辨識目標基 因,並探討其所參與的調控機制 (4) 建立人類病毒 miRNA及其目標資料庫 (Establishing human viral miRNA and its targets database) (year1-3): 本研究設計建立一人類病毒 miRNA及其目標基因之資料庫,將搜集整理相關文獻與 資料庫中,已知之病毒 miRNA 與實驗驗證之目標基因,此外,並將提供本研究所找到之人類 病毒 miRNA與目標基因之相關資訊,包含 miRNA基因註解資訊、基因功能、跨物種分析及其 它有用的生物資料。 預期研究成果及影響(The Anticipated Results and Scientific Impacts): 近年來,本研究團隊在 RNA 調控領域有不錯的研究成果,在miRNA方面包含miRTarBase (Nucl Acids Res, 2011)、miRStart (Nucl Acids Res, 2011)、miRTar (BMC Bioinformatics, 2011)、miRTarCLIP (BMC Genomics, 2013)、ViTa (Nucl Acids Res, 2007)、miRNAMap (Nucl Acids Res, 2006, 2008);在 RNA結構與序列分析方面包含 RNALogo (Nucl Acids Res, 2011)、RegRNA (Nucl Acids Res, 2006, BMC bioinformatics, 2013)、RiboSW (RNA, 2009)、RNAMST (Nucl Acids Res, 2006)等,因此,我們有信心能將本研究計畫所提出的研究 目標達成。我們也相信病毒 miRNA之轉錄調控和參與之基因調控網路的相關研究,會吸引愈來 愈多研究學者的注意。我們認為本研究的研究成果可以在病毒 microRNA參與的基因調控網路相 關研究領域,提供重要的發現以及產生深遠的影響。
狀態已完成
有效的開始/結束日期8/1/147/31/15