ceRNA网络构建

ceRNA全称competing endogenouse RNA, 中文叫做竞争性內源RNA。和ncRNA等概念不同,ceRNA并不是代表某种特定类型的RNA,而是一种调控机制。 通俗来讲,在这种调控模式中,ceRNA指生物体内复杂的...
ceRNA全称competing endogenouse RNA, 中文叫做竞争性內源RNA。和ncRNA等概念不同,ceRNA并不是代表某种特定类型的RNA,而是一种调控机制
通俗来讲,在这种调控模式中,ceRNA指生物体内复杂的转录调控网络中的RNA,主要包括蛋白编码基因mRNA(Competing RNA)长链非编码RNA(lncRNA)环状RNA(circRNA)假基因(pseudogenes)。如下图:
attachments-2023-02-lhl32J1u63e0786527a63.png
在ceRNA的概念中有两个关键词,竞争和内源,内源指的是这个调控机制本来在生物体内就存在,而竞争就是这个调控机制的核心。
比如:miRNA可通过抑制目的基因mRNA的翻译,或促进mRNA降解来起到负调控的作用;circRNA,能够像海绵一样吸收、结合miRNA,使其不能发挥负调控的作用,从而促进靶基因的表达;lncRNA可以与miRNA互作,作为ceRNA并吸收miRNA,抑制miRNA的作用,促进mRNA表达。在这个过程中miRNA和circRNA起到拮抗的作用:miRNA水平升高抑制靶基因表达,circRNA水平升高则促进靶基因表达。其中的几个主角:lncRNA 、 circRNA、miRNA、靶基因mRNA共同构成了ceRNA调控网络。一个靶基因可能被多个miRNA、circRNA/lncRNA同时调控,所以ceRNA调控网络可能非常的庞大。
ceRNA调控机制的模型,示意如下:
attachments-2023-02-PZSsUqqU63e078942a3d5.png在上图中,RNA X和RNA Y通过结合相同的miRNA形成了ceRNA调控关系,在细胞稳态的情况下,X和Y结合的miRNA形成了一个平衡,当Y的表达量下调时, 其结合的miRNA变少了,导致更多的miRNA结合到X上,从而引起X的表达量也随之降低;类似的,当Y的表达量提高时,更多的miRNA结合到Y上,导致结合到X上的miRNA变少了,负调控变弱的情况下X的表达量也随之上升。
从上面的模型可以看出,ceRNA调控机制中有两个关键点,首先两个RNA分子能够结合的miRNA必须有交集,只有这样才形成了竞争关系,其次构成ceRNA调控关系的RNA分子其表达量是正相关关系。
ceRNA网络构建步骤
1. ceRNA调控机制:circRNA与miRNA的互作
通过分析得到73个差异circRNA和27个差异miRNA。已有全部circRNA与miRNA的互作关系。通过筛选,得到64个差异circRNA和23个差异miRNA及其互作关系。
2. ceRNA调控机制:lncRNA与miRNA的互作
通过分析得到17个差异lncRNA和27个差异miRNA。已有全部lncRNA与miRNA的互作关系。通过筛选,得到13个差异lncRNA和17个差异miRNA。
3. ceRNA调控机制:miRNA的并/交集(视情况而定)
将circRNA互作与lncRNA互作关系中的差异miRNA取并集。得到23个差异miRNA。
4. ceRNA调控机制:mRNA与miRNA的互作
通过分析得到605个差异mRNA,通过第3步得到23个差异miRNA。已有全部mRNA与miRNA的互作关系。通过筛选,得到
5. ceRNA调控机制:Cytoscape构建ceRNA网络
最终获得 。将得到的circRNA-miRNA、lncRNA-miRNA、miRNA-mRNA三种互作结果绘制出网络图。并将circRNAlncRNA、miRNA、mRNA标注不同颜色。
如图:
attachments-2023-02-s2A1JRx563e07a625f5a8.png
  • 发表于 2023-02-06 11:56
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  • 分类:基础知识

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