非编码RNA参与的生物网络分析

随着大量非编码RNA在多种模式生物中的相继发现，对非编码RNA的研究已经成为生物学研究中的重点和热点。生物网络中非编码RNA的加入大大增加了生命的复杂性：首先它在网络中增加了数以万计的节点，扩大了网络的规模；更重要的是它在网络中增加了各种新的相互作用机制，例如近年来才发现的miRNA对mRNA的互补抑制作用就在生物复杂网络中引入了一个全新的转录后调控层次。由于认识到非编码RNA的出现对生物网络可能的重大影响，对非编码基因的研究现在已经从寻找新的非编码基因，研究探索非编码基因功能向研究和建立非编码基因和编码基因的混合网络这个方向扩展。虽然混合网络的研究还刚刚开始，但必将成为非编码基因研究的新热点。

本项目首次对Affymetrix小鼠基因组430 2.0芯片平台的探针进行重注释，得到蛋白编码基因和长非编码表达谱数据，并根据这些表达谱数据构建出蛋白编码基因和长非编码RNAs的双色共表达网络。基于该网络的拓扑结构，利用中心节点(Hub)、网络模块以及基因组共定位的方法，首次在国际上对长非编码RNAs进行大规模的功能预测。共有340条长非编码RNAs被预测出功能，这些功能主要集中在神经元、眼、肌肉发育，神经递质转运以及代谢过程等。此外，我们基于该共表达网络，开发了一种基于全局的迭代预测算法lnc-GFP(globe Function prediction)，进一步地对非编码RNA功能预测的算法研究作出了贡献，该算法运用在人类的长非编码RNA数据上，成功预测了近3,000长非编码RNA的功能。同时，本研究组开发了长非编码RNA功能预测的在线服务平台ncFANs(ncRNA Function ANnotation Server)，为广大科学工作者提供小鼠和人的长非编码RNAs功能预测服务。