基于solexa测序数据计算机识别与系统分析白血病相关RNA编辑事件

RNA编辑是在mRNA水平上插入、删除或替代核苷酸的一种重要的转录后修饰机制。非正常的RNA编辑与白血病等肿瘤疾病的发生发展密切相关，是生命科学前沿领域中的热点问题。目前RNA编辑与疾病的相关研究多停留在单个实验水平，缺乏系统性的认识。大规模的疾病相关新RNA编辑事件发现及其功能的系统研究都有赖于新一代测序数据结合生物信息学的识别与分析。本项目拟结合第二代测序技术和统计与机器学习算法开发RNA编辑识别算法, 在白血病病人与正常健康人血液中识别新RNA编辑位点，并通过生物学实验验证部分预测结果。本项目还将研究白血病病人特异及预后特异的RNA编辑位点； 在课题组自建的EditFunc编辑位点功能预测平台基础上系统研究白血病相关RNA编辑功能作用，发现RNA编辑在白血病中的调控机制和规律，为探索白血病发生发展预后的分子机理提供全新视角。

RNA 编辑是在mRNA 水平上插入、删除或替代核苷酸的一种重要的转录后修饰机制。非正常的RNA编辑与白血病等肿瘤疾病的发生发展密切相关，是生命科学前沿领域中的热点问题。本项目构建了基于新一代测序数据和统计模型等算法的RNA编辑计算识别平台，在正常人和白血病病人全转录组范围内分别识别到3161和1813个潜在的编辑位点，其中几十个RNA编辑位点的编辑效率在两者之间的差异显著，通过生物学实验验证了PPIA基因上发生的A-to-I RNA编辑位点其编辑效率在急性淋巴白血病患者中显著上升(P-value = 0.017）。.我们发现ARHGAP26 3’-UTR成簇存在A-to-I RNA编辑位点，且在不同组织和细胞系广泛发生编辑；并发现ADAR1是介导ARHGAP26 3' UTR A-to-I RNA编辑事件的主要编辑酶,在多种细胞系发现了ARHGAP26的表达量与其A-to-I RNA编辑位点的编辑水平相关,表明A-to-IRNA编辑能够正调控ARHGAP26的表达。结合信息学预测和实验验证，我们发现A-to-I RNA编辑破坏ARHGAP26与miR-30b-3p和miR-573的靶结合位点来正调控ARHGAP26的表达。.我们的研究发现癌相关基因GLI1 编码区发生的A-to-I RNA 编辑在人脑、乳腺、小肠组织及多种细胞系中普遍存在。该编辑事件在肝癌和乳腺癌细胞系中的下调提示其可能与癌症的发生发展相关。同时我们还发现DNA修复酶基因NEIL1编码区发生的A-to-IＲNA编辑事件在白血病患者白细胞和乳腺癌细胞系中明显下降。.进一步我们将计算平台扩展应用于识别不同发育时期特异的RNA编辑位点，在小菜蛾四个发育时期的转录组中共识别出30469个A-to-I RNA编辑位点, 其中编辑效率在特定发育时期特异的位点有42个。通过RT-PCR和Sanger测序最终验证出与细胞有丝分裂中纺锤体生成相关的ncd基因在成虫期编辑水平特异高。.本研究项目开发的计算平台为发现时空特异或者疾病相关的RNA编辑位点提供了技术手段，同时为探索白血病等肿瘤发生发展的分子机理提供了全新视角。