miRNA靶基因預(yù)測(cè)

與miRNA基因預(yù)測(cè)相比,靶基因的預(yù)測(cè)具有更大的難度. 因?yàn)槟壳耙阎膍iRNA靶基因數(shù)量非常有限,不能為預(yù)測(cè)提供充足的依據(jù),而且對(duì)預(yù)測(cè)的候選基因的鑒定步驟相對(duì)繁瑣,很難實(shí)現(xiàn)高通量和規(guī)模化. 從已知的miRNA與靶基因的相互作用中,人們得出miRNA5′端的2～8 個(gè)核苷酸幾乎無一例外地與靶mRNA 3′端UTR 區(qū)*互補(bǔ). 因此,這一特點(diǎn)被各種靶基因預(yù)測(cè)方法廣泛采用. 同時(shí),結(jié)合miRNA與靶基因形成二聚體的熱力學(xué)穩(wěn)定性和二級(jí)結(jié)構(gòu)分析軟件,如MFold、RNAFold 和RNAhybrid ,以及miRNA的3′端與靶基因的互補(bǔ)情況等,作為其它限制條件來進(jìn)行miRNA靶基因預(yù)測(cè). 目前,不同研究小組已開發(fā)多個(gè)miRNA靶基因預(yù)測(cè)軟件,主要

有以下幾種:

TargetScan

TargetScan 是Lewis 等 開發(fā)的用來預(yù)測(cè)哺乳動(dòng)物miRNA靶基因的軟件,是zui早出現(xiàn)的miRNA靶基因預(yù)測(cè)軟件之一. 它提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)服務(wù),至今仍是使用頻率zui高的miRNA靶基因預(yù)測(cè)軟件. 它基于在mRNA的3′非編碼區(qū)搜索與miRNA的5′端第2～8 個(gè)核苷酸( 被稱為“種子”序列) *互補(bǔ)的序列, 并以RNAFold 軟件計(jì)算結(jié)合位點(diǎn)的熱力學(xué)穩(wěn)定性,zui后得到評(píng)分zui高的mRNA 序列. 其的版本TargetScanS 采用了改進(jìn)的算法:以腺苷酸之后的長(zhǎng)度為6 個(gè)核苷酸的序列作為“種子”進(jìn)行掃描,并且要求這段序列定位于保守區(qū)內(nèi),而其旁側(cè)序列的保守性相對(duì)較低. 此外,TargetScanS 不需要計(jì)算配對(duì)區(qū)的自由能,使靶基因的搜索范圍進(jìn)一步縮小.

miRanda

miRanda 為Enright 和John 等編寫,可用于線蟲和人miRNA靶基因的預(yù)測(cè). miRanda 主要強(qiáng)調(diào)miRNA與靶基因連接位點(diǎn)的進(jìn)化保守性,亦偏重于以miRNA 的5′端序列搜索靶基因, 并仍然采用RNAFold 計(jì)算熱力學(xué)穩(wěn)定性. 該算法的預(yù)測(cè)結(jié)果覆蓋了10 個(gè)已驗(yàn)證miRNA靶基因中的9 個(gè),其假陽性率估計(jì)為24 %～39 %.

DIANA2MicroT

DIANA2MicroT 是Kiriakidou 等編寫的一種特殊的miRNA靶基因預(yù)測(cè)軟件. 它主要針對(duì)含單一miRNA結(jié)合位點(diǎn)的靶基因,除了要與miRNA 5′端“種子”序列配對(duì)外,還要與miRNA的3′端配對(duì),并要求配對(duì)序列中央有“囊泡”存在,即靶基因上miRNA結(jié)合位點(diǎn)中央未與miRNA互補(bǔ)序列所形成的泡狀結(jié)構(gòu). 該軟件在線蟲中的預(yù)測(cè)結(jié)果,成功對(duì)應(yīng)了多個(gè)已驗(yàn)證的miRNA 靶基因.

PicTar

PicTar 是Krek 和Grum 編寫的一種更為的miRNA 靶基因預(yù)測(cè)方法,可以在脊椎動(dòng)物、線蟲和果蠅中預(yù)測(cè)小rna 的靶基因. 它不但預(yù)測(cè)了含單個(gè)miRNA 結(jié)合位點(diǎn)的靶基因,而且預(yù)測(cè)了多個(gè)小RNA協(xié)同作用的靶基因,即靶基因含有多個(gè)不同miRNA 結(jié)合位點(diǎn) . PicTar 使用復(fù)雜的智能配對(duì)算法,以篩選物種間高度保守的miRNA 結(jié)合位點(diǎn),并充分考慮了miRNA 的協(xié)同表達(dá)性. 作者通過PicTar 預(yù)測(cè)的13 個(gè)靶基因,經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了7 個(gè),該算法總的預(yù)測(cè)結(jié)果覆蓋了9 個(gè)已通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證miRNA 靶基因中的8 個(gè). 估計(jì)其假陽性率為30 % ,具有不錯(cuò)的前景.