基于因子图的K562跨组学基因调控网络的构建与分析
结题报告
批准号:
61372164
项目类别:
面上项目
资助金额:
78.0 万元
负责人:
谢雪英
依托单位:
学科分类:
F0124.生物电子学与生物信息处理
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
陆祖宏、涂景、王磊、孙蓓丽、王圣钦、李沐升、潘旻、陆嘉逢、周德权
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中文摘要
基因表达调控是彼此联系相互制约的,构成了复杂的调控网络,是后基因组时代研究的重要课题之一。本项目将利用新一代高通量测序技术,从跨组学的角度来研究TFs、microRNAs、ceRNAs以及对应靶标基因间的多因素调控关系,提出一个基于因子图的基因调控网络建模和概率推断体系。研究内容包括建模前数据的收集和预处理、基因调控网络的初始构建、基于因子图的网络结构概率推断和算法实现、基于网络的拓扑结构统计分析和基因功能富集分析,并以PMA诱导的白血病K562细胞系为应用实例,获得不同分化条件下的K562跨组学数据(mRNA-Seq, miRNA-Seq和ChIP-Seq),运用上述模型体系来研究该细胞的基因调控机制。本项目的开展除了给具体生物过程、特定疾病或某种特定组织提供了一套研究多因素调控网络的模型体系和实用工具外,也为跨组学水平上认识造血细胞分化的基因调控网络提供了新的线索。
英文摘要
Gene regulatory networks have an important role in every biological process of life. New generation DNA sequencing provides several powerful platforms for analyzing the gene regulatory networks inside cells on the whole genomic level, such as mRNA-Seq, miRNA-Seq and ChIP-Seq etc. However, to understand the whole stories of gene regulation inside a cell, we have to integrate the different omics data together. By considering multi-factors of TFs, miRNAs, ceRNAs and target genes from cross-omics data, we mainly present a probabilistic framework, based on the factor graph, to model the gene regulatory network and infer its structure using RNA-Seq and miRNA-Seq profiles. The major tasks in this proposal include: (1)Data collection and pretreatment, find candidate interactions among TFs, miRNAs, ceRNAs and target genes, construct an initial regulatory network; (2) Define the probabilistic graph model and develop its learning procedure based on mRNA-Seq and miRNA-Seq profiles; (3) Use the learned model to infer the gene regulatory network of PMA-induced cell K562 based on its sequencing data; (4) Topological characterization and gene function enrichment analysis of the inferred network to get biological insights about its underlying regulatory mechanism. It is desired that our efforts could draw a comprehensive view of multi-factor gene regulatory network by integrating cross-omics sequencing data. We anticipate that our introduced probabilistic framework for gene regulatory network construction could inspire more and more applications as more and more cross-omics data becomes available in the very near future.
基因表达调控是彼此联系相互制约的,构成了复杂的调控网络,是后基因组时代研究的重要课题之一。本项目利用新一代高通量测序技术,从跨组学的角度来研究 TFs、 microRNAs、circRNAs 以及对应靶标基因间的多因素调控关系及内在影响机制,主要研究成果包括:(1)基于ENCODE数据库中K562细胞的RNA-seq、microRNA-seq和CHiP-seq数据,我们构建了由TF-microRNA-circRNA-mRNA组成的基因调控网络并利用复杂网络理论分析了基因调控网络的拓扑结构及相关特性;(2)发现了靶基因mRNA的5 ’非翻译区的二级结构在microRNA介导的调控机制中的重要作用;(3)构建了circRNA成环预测模型,并提出了一种环状RNA定量算法。本项目的开展除了给新发现的circRNA提供定性和定量研究的工具外,也为具体生物过程、特定疾病或某种特定组织提供了一套研究多因素调控网络的模型体系和实用工具,为跨组学水平上认识造血细胞分化的基因调控网络提供了新的线索。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Quantifying circular RNA expression from RNA-seq data using model-based framework
使用基于模型的框架量化 RNA-seq 数据中的环状 RNA 表达
DOI:10.1093/bioinformatics/btx129
发表时间:2017-07-15
期刊:BIOINFORMATICS
影响因子:5.8
作者:Li, Musheng;Xie, Xueying;Gu, Wanjun
通讯作者:Gu, Wanjun
The RNA expression signature of the HepG2 cell line as determined by the integrated analysis of miRNA and mRNA expression profiles
通过 miRNA 和 mRNA 表达谱的综合分析确定 HepG2 细胞系的 RNA 表达特征
DOI:10.1016/j.gene.2014.07.016
发表时间:2014-09-10
期刊:GENE
影响因子:3.5
作者:Bai, Yunfei;Xue, Ying;Lu, Zuhong
通讯作者:Lu, Zuhong
Differentially Expressed miRNAs in Tumor, Adjacent, and Normal Tissues of Lung Adenocarcinoma
肺腺癌肿瘤组织、癌旁组织和正常组织中差异表达的 miRNA
DOI:10.1155/2016/1428271
发表时间:2016-01-01
期刊:BIOMED RESEARCH INTERNATIONAL
影响因子:--
作者:Tian, Fei;Li, Rui;Ge, Qinyu
通讯作者:Ge, Qinyu
miRNA in plasma exosome is stable under different storage conditions.
血浆外泌体中的 miRNA 在不同储存条件下保持稳定
DOI:10.3390/molecules19021568
发表时间:2014-01-27
期刊:Molecules (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Ge Q;Zhou Y;Lu J;Bai Y;Xie X;Lu Z
通讯作者:Lu Z
DOI:10.1261/rna.044792.114
发表时间:2014-09
期刊:RNA (New York, N.Y.)
影响因子:--
作者:Gu W;Xu Y;Xie X;Wang T;Ko JH;Zhou T
通讯作者:Zhou T
蛋白质结构域组合网络拓扑结构比较分析及其网络演化模型的研究
  • 批准号:
    61001175
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    谢雪英
  • 依托单位:
国内基金
海外基金