[发明专利]一种预测影响长非编码RNA生物学功能的SNP位点的方法

说明书

本发明公开了一种预测影响长非编码RNA生物学功能的SNP位点的方法。本发明首先建立了长非编码RNA所包含的RNA结合蛋白能够识别的特异的motif序列的识别及显著性评价方法，然后基于此方法对位于这些特定序列中的SNP位点所产生的影响进行评价。利用此方法可以发现对长非编码RNA生物学功能产生重要影响的SNP位点，为实验人员提供可靠的功能研究线索，也为长非编码RNA的临床应用提供指导。

技术领域

本发明涉及分子生物学、功能基因组学和生物信息学领域，更具体涉及一种预测影响长非编码RNA生物学功能的SNP位点的方法。

背景技术

2001年人类基因组草图的发布是人类基因组计划成功的里程碑事件，开启了功能基因组研究的序幕。基因组中蕴含的大量基因和功能元件有待于进一步的识别和研究。2012年，DNA元件百科全书计划(ENCODE)公布了一批研究数据，数据显示人类基因上约75％的区域能够发生转录，而能够编码蛋白质的编码区只占人类基因组的不到3％，预示着人类基因组的转录产物中含有大量的未知的非编码RNA。早在1989年，文献中第一次报道了一种全新的非编码RNA----长非编码RNA。长非编码RNA(long noncoding RNA，lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸并且不具有编码蛋白质能力的核糖核酸。由于受到当时技术条件的限制，长非编码RNA的发现和研究进展非常缓慢。随着高通量检测技术(例如基因芯片技术和高通量测序技术)的发展和进步，2007年文献首次报道长非编码RNA系统发现的工作，由此开始了长非编码RNA系统发现和研究的序幕。据GENCODE计划最新公布的数据，人类长非编码RNA的数目已达27,908条。根据长非编码RNA相对于附近蛋白编码基因所在的基因组位置关系，大致可以将其分为以下五类：外显子型lncRNA、内含子型lncRNA、反义型lncRNA、反向型lncRNA和基因间型lncRNA。

lncRNA的数量巨大超出了绝大多数科学家的预期，其生物学功能的研究逐渐成为生命科学研究的热点，经过近十年的研究积累，生物学家已经对lncRNA发挥生物学功能的作用机制有了初步的认识。首先，lncRNA可以作为诱饵通过与其他分子相结合，阻断其他分子与其靶标的结合，进而影响其他分子的原有功能。例如，lncRNA与mRNA竞争性结合miRNA，阻断了miRNA与mRNA的结合，进而间接影响了mRNA的表达。linc-RoR是一个长非编码RNA，能够跟胚胎干细胞分化相关核心转录因子Oct4、Sox2和Nanog竞争性结合miR-145，阻止miR-145对Oct4等基因的调控，linc-RoR与转录因子和miRNA共同构成了一个调控环路调控胚胎干细胞的状态；其次，lncRNA可以作为脚手架，将生物大分子关联起来形成复合物，例如长非编码RNA HOTAIR能够跟PRC2结合，同时又能跟LSD1/CoREST/REST复合物结合，PRC2具有组蛋白甲基转移酶活性，能够催化H3K27发生三甲基化，从而沉默基因的转录，而LSD1具有去甲基化酶的活性，能够催化H3K4去甲基化。HOTAIR作为脚手架分子将两种不同的染色质修饰复合物关联起来共同沉默基因的表达；第三，lncRNA作为向导，带领蛋白质复合物到特定的细胞位置行使功能。例如，受p53调控的长非编码RNA lincRNA-p21。lincRNA-p21能够抑制p53依赖的转录应答。lincRNA-p21能够跟hnRNP-K相互作用，进而把hnRNP-K引导到特定的基因组位置去抑制基因的表达。