miRNA定量原理是什么

本篇文章給大家分享的是有關(guān)miRNA定量原理是什么，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說(shuō)，跟著小編一起來(lái)看看吧。

在轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)分析中，定量和差異分析是基礎(chǔ)分析內(nèi)容，對(duì)于mRNA的定量，直接將reads比對(duì)參考基因組進(jìn)行定量即可，但是對(duì)于miRNA數(shù)據(jù)而言，這樣的操作方式就不合適了。

miRNA長(zhǎng)度在18bp-36b之間，非常的短，如果用這么短的reads比對(duì)整個(gè)基因組，肯定會(huì)有多個(gè)比對(duì)上的位置，在定量時(shí)，無(wú)法有效區(qū)分reads到底來(lái)自于哪一個(gè)miRNA,而且gtf文件中只會(huì)記錄miRNA基因的基因組位置，并不提供5’和3’端兩個(gè)成熟的miRNA的基因組位置。

為了準(zhǔn)確對(duì)miRNA進(jìn)行定量，mirdeep軟件的開(kāi)發(fā)者提出了這樣一種思路，將reads 比對(duì)miRNA的前體序列，這樣可以有效判斷reads到底屬于哪一個(gè)miRNA；其次，考慮到一個(gè)miRNA前體可以產(chǎn)生兩個(gè)成熟的miRNA,根據(jù)reads的比對(duì)位置來(lái)區(qū)分兩個(gè)成熟的miRNA, 示意圖如下

在最開(kāi)始研究miRNA的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)一個(gè)miRNA前體可以產(chǎn)生兩個(gè)小的RNA, 將其中表達(dá)量高的一個(gè)稱(chēng)之為mature miRNA, 將表達(dá)量相對(duì)較低的稱(chēng)之為star miRNA, 在后來(lái)直接將兩個(gè)RNA都稱(chēng)之為mature miRNA了，mirdeep軟件中依然采用了star序列的命名方式，實(shí)際是都是miRNA的序列。

在實(shí)際操作時(shí)，通過(guò)bowtie1進(jìn)行比對(duì)，bowtie1對(duì)于短序列的比對(duì)任務(wù)靈敏度更高，適用于miRNA這種短序列的比對(duì)工作，首先對(duì)miRNA前體構(gòu)建索引，代碼如下

bowtie-build precursor.converted miRNA_precursor

接下來(lái)，將成熟的miRNA比對(duì)到miRNA前體上，代碼如下

bowtie -p $threads -f -v 0 -a --best --strata --norc miRNA_precursor mature.converted ${name1}_mapped.bwt

最后，將miRNA測(cè)序的reads比對(duì)到miRNA前體上，代碼如下

bowtie -p $threads -f -v $mismatches -a --best --strata --norc miRNA_precursor $name2.converted ${name2}_mapped.bwt

根據(jù)兩個(gè)比對(duì)產(chǎn)生的結(jié)果文件，就可以對(duì)miRNA進(jìn)行定量，首先從成熟miRNA的比對(duì)結(jié)果中，確定成熟miRNA在miRNA前體上的位置, 比對(duì)結(jié)果示意如下

hsa-miR-550b-2-5p    +    hsa-mir-550b-1    15    ATGTGCCTGAGGGAGTAAGACA    IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII    1    
hsa-miR-550b-3p    +    hsa-mir-550b-1    57    TCTTACTCCCTCAGGCACTG    IIIIIIIIIIIIIIIIIIII    1

對(duì)于hsa-mir-550b-1這個(gè)前體而言，有hsa-miR-550b-2-5p和hsa-miR-550b-3p兩個(gè)成熟的miRNA，hsa-miR-550b-2-5p比對(duì)到了前體的15-36bp的位置，hsa-miR-550b-3p比對(duì)到前體的57-76bp的位置，這個(gè)位置是根據(jù)第4列的值加上第五列的序列長(zhǎng)度得到的。

接下來(lái)從測(cè)序reads的比對(duì)結(jié)果，確定每個(gè)miRNA的表達(dá)量，比對(duì)結(jié)果示意如下

SW1_224845_x3    +    hsa-mir-550b-1    17    GTGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    18:C>G
SW1_287750_x2    +    hsa-mir-550b-1    18    TGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    17:C>G
SW2_152540_x1    +    hsa-mir-550b-1    17    GTGCCTGAGGGAGTAAGACT    IIIIIIIIIIIIIIIIIIII    2    19:A>T
SW2_152541_x7    +    hsa-mir-550b-1    17    GTGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    18:C>G
SW2_199319_x1    +    hsa-mir-550b-1    18    TGCCTGAGGGAGTAAGAA    IIIIIIIIIIIIIIIIII    4    17:C>A
SW3_404761_x1    +    hsa-mir-550b-1    17    GTGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    18:C>G
SW3_516112_x1    +    hsa-mir-550b-1    18    TGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    17:C>G
SW4_451132_x4    +    hsa-mir-550b-1    17    GTGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    18:C>G
SW4_589021_x1    +    hsa-mir-550b-1    18    TGCCTGAGGGAGTAAGAGA    IIIIIIIIIIIIIIIIIII    4    17:C>G

我們可以看到，在實(shí)際測(cè)序的樣本中，有這么多reads比對(duì)到了hsa-mir-550b-1這個(gè)前體；接下來(lái)的任務(wù)就是區(qū)分這些reads到底屬于哪些成熟的miRNA。

從比對(duì)結(jié)果可以很明顯看到，實(shí)際測(cè)序的reads在前體上的位置都是在17-36bp之間，對(duì)于這個(gè)區(qū)間而言，只能是hsa-miR-550b-2-5p這個(gè)成熟的miRNA。

為了加快比對(duì)過(guò)程，mirdeep對(duì)測(cè)序reads進(jìn)行了處理，合并了冗余reads， 用序列標(biāo)識(shí)符中x后面的數(shù)字代表在原始測(cè)序結(jié)果中該reads出現(xiàn)的次數(shù)，最終計(jì)數(shù)時(shí)，直接把x后面對(duì)應(yīng)的數(shù)字相加就可以了。

mirdeep軟件是miRNA分析中非常經(jīng)典的一款軟件，了解其定量原理有助于我們更好的理解miRNA數(shù)據(jù)分析過(guò)程。

以上就是miRNA定量原理是什么，小編相信有部分知識(shí)點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿?huì)見(jiàn)到或用到的。希望你能通過(guò)這篇文章學(xué)到更多知識(shí)。更多詳情敬請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。