Get新技能,教你一招准确预测靶基因

MicroRNA，是一类进化上高度守的小分子非编码 RNA，约21－25nt长的单链小分子RNA。它广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列RNA，其本身不具有开放阅读框。

MicroRNA作用机制主要表现为降解或抑制靶基因的表达。miRNA5’端2-8个碱基被称为miRNA种子序列。通过种子序列与靶 mRNA 的 5'-UTR和3'-UTR区结合实现。通过种子序列与靶基因完全配对，促进靶基因去掉polyA 尾，降低mRNA稳定性，促进其降解。

miRNA与靶基因的作用是miRNA行使其生物学功能的基础，寻找miRNA的靶基因是miRNA研究的核心内容。运用生物信息学的方法，研究者可以预测某个基因都有哪些miRNA可能与其作用。miRNA与靶基因间的相互作用仍然具有一定的规律性。目前常规的算法主要遵循以下几个常用原则：

（1）miRNA与靶基因的互补性。

（2）miRNA靶位点在不同物种之间的保守性。

（3）miRNA-mRNA双链之间的热稳定性。

（4）miRNA靶位点不会有复杂的二级结构。

（5）miRNA 5’端于靶基因的结合能力强于3’端。

基于以上原则，miRNA常用的靶基因预测网站有Targetscan网站，miRanda网站，RNAhybrid网站等。其中TargetScan提出了“种子区”的概念，增加了预测的精确度。miRanda是将miRNA-mRNA之间的序列匹配，保守性及热稳定性作为计算参数，有比较好的检出率，但是假阳性率也较高。RNAhybrid的研究重点在RNA二级结构预测方面，能够更快速准确地计算miRNA-mRNA双链的自由能，降低了假阳性率。今天为大家重点介绍RNAhybrid网站。

RNAhybrid是Rehmsmeier等人在2004年开发的一种基于分析miRNA和靶基因间形成双链的二级结构，从而预测miRNA靶基因的软件。RNAhybrid在实质上是一种经典RNA二级结构预测软件的扩展，能够快速、准确地计算一条短链RNA和一条长链RNA杂交（如miRNA和mRNA 3’UTR）时的自由能。根据miRNA和靶基因之间结合自由能探测最佳的靶位点。

网站网址：

https://bibiserv.cebitec.uni-bielefeld.de/rnahybrid。

下面为大家介绍RNAhybrid网站的使用方法。

1

寻找microRNA序列：通过miRbase，我们可以得到microRNA的成熟序列。

（1）打开主页，输入查询名称,以mir-191-5p为例

（2）在显示结果中，选择第一个mmu-miR-191-5p.

（3）点击进入之后，可以看到mmu-miR-191-5p的成熟序列信息。

（4）点击sequence,得到mmu-miR-191-5p序列，长度为23个碱基。

>mmu-miR-191-5p MIMAT0000221

CAACGGAAUCCCAAAAGCAGCUG

2

寻找靶基因序列：通过UCSC网站查询靶基因序列。

(1）打开UCSC主页，选择物种，输入查询基因名称，以chmp5基因为例。点击蓝色标注的chmp5基因。

(2）点击进入之后，可以获得基因的信息，包括基因组基因序列，mRNA序列等。

(3）点击Genomic sequence，设置UTR、CDS区等，搜索结果会以大小写形式区分。

(4）点击进入之后，即可获得基因序列。

3

预测靶基因

（1）进入Bibiserv网站主页，点击Submission。首先我们看到网站主界面分两栏，上面一栏输入靶基因序列，下面一栏输入microRNA序列。

（2）在上面一栏输入靶基因序列，点击copy&paste,在对话框首先输入“〉chmp5”，然后换行复制拷贝基因的序列。

(3) 在下面一栏输入microRNA序列，点击copy&paste,在对话框，首先输入“〉mmu-miR-191-5p”，然后换行复制拷贝基因的序列。

(4)上述序列输入完毕后，点击Next进入如下网页，在最下栏可以选择物种。

(5)点击Next进入如下网页，继续点击Start  calculation。

(6)计算结束后，点击的download进行预测结果的下载。

(7)如图所示，即mmu-miR-191-5p与靶基因chmp5的结合位点。在预测过程中，可以尽量去寻找与miRNA种子序列碱基匹配的靶基因。与Targetscan或者miRanda网站相比，通过该预测网站，有时也可以寻找到靶基因上更多的结合位点。

征 稿 启 事

「医学方」现正式向粉丝们公开征稿！内容须原创首发，与科研相关，一经采用，会奉上丰厚稿酬（300-2000元），详情请戳。

“医学方”始终致力于服务“医学人”，将最前沿、最有价值的临床、科研原创文章推送给各位临床医师、科研人员。

医学方已推出“实验室那些事儿”“SCI写作技巧”“文献精读与解析”“医学英语轻松学”“国自然基金申请”“临床数据挖掘”、“基因数据挖掘”、“R语言教程”、“医学统计学”、“微创动物实验培训”等多个专题课程，如需了解课程详细推文，可关注“医学方”公众号，点击“精品专题”进入

腾讯课堂：https://medfun.ke.qq.com

网易云课堂：http://study.163.com/u/ykt1467466791112

客服电话：15821255568

客服微信：yixuefang1234

温馨提示：医学方还设有专门的讨论群哦~各位明星导师都在群中，可以解答各位的遇到的问题，如有兴趣，可以加客服微信后加入群聊...