基于多组学数据整合的肿瘤相关长非编码RNA优化筛选和调控机制研究

In recent years, long non-coding RNA (lncRNA), a class of regulatory RNA molecules, was proven to play an important role in a variety of signaling and metabolism pathways, moreover, to have a potent correlation with tumor occurrence, development and metastasis. Considering the diversity and particularity of lncRNA in sequence, structure and expression, there might be some handicaps to discover the relationship between lncRNA and tumor if only relying on the traditional biological methods. Hence, for seeking the tumor-related lncRNA more effectively, this study will develop a systematical and dependable computing method by integrating a variety of high-throughput data, such as RNA-Seq, ChIP-Seq, RIP-seq, ChIA-PET and CNV/SNV. Meanwhile, we will construct a multicomponent regulatory network including tumor-related transcription factor, miRNA, protein and lncRNA. Finally, we will carry out a train of molecular experiments to detect lncRNA's expression level, subcellular location, binding targets on upstream and downstream and so on, to confirm our network model and identify the regulatory mechanism of lncRNA.

长非编码RNA是一类具有调控功能的RNA分子，在多种信号通路及代谢调控途径中发挥重要功能，同肿瘤发生、发展及转移密切相关。由于长非编码RNA在序列、结构和表达调控上的多样性和特殊性，单纯依靠传统生物学手段研究长非编码RNA功能及其与肿瘤的关系存在很多困难。本项目将针对多种人类常见肿瘤，通过整合RNA-Seq, ChIP-Seq, RIP-seq, ChIA-PET, CNV/SNV等多组学数据，发展一套全面可靠鉴定肿瘤相关长非编码RNA的计算流程，构建由肿瘤相关转录因子，miRNA，蛋白质以及长非编码RNA参与的多元分子联合调控网络。进一步我们计划利用一系列分子生物学实验手段，通过鉴定长非编码RNA在肿瘤细胞中的表达状况、亚细胞定位、上下游结合靶点，来验证我们构建的调控网络模型并深入研究长非编码RNA的分子作用机制。

长非编码RNA是一类具有调控功能的RNA分子，在多种信号通路及代谢调控途径中发挥重要功能，同肿瘤发生、发展及转移密切相关。由于长非编码RNA在序列、结构和表达调控上的多样性和特殊性，单纯依靠传统生物学手段研究长非编码RNA功能及其与肿瘤的关系存在很多困难。本项目将针对多种人类常见肿瘤，通过整合基因组、转录组、表观遗传修饰等多组学数据，构建由肿瘤相关转录因子，miRNA，蛋白质以及长非编码RNA参与的多元分子联合调控网络，并以此为基础发展一套全面可靠鉴定肿瘤相关长非编码RNA的计算流程/算法，进一步利用一系列分子生物学实验手段来深入研究这些长非编码RNA的分子作用机制。相关研究内容包括：1）肿瘤相关长非编码 RNA 数据的收集整理；2）基于多组学数据和复杂网络研究肿瘤相关长非编码 RNA；3）对肿瘤相关长非编码 RNA的深入分子作用机制研究。. 四年来课题组成员围绕项目研究内容的三个方向做了大量研究工作，取得了不错的成绩：1）我们通过文献收集和多组学数据整合，建立了人类肿瘤相关长非编码 RNA数据库CRlncRNA （http://crlnc.xtbg.ac.cn/）；2）我们通过序列保守性、复杂网络分析、多组学特征整合的机器学习算法研究功能性/肿瘤相关长非编码RNA，建立了相关计算流程/算法；3）我们利用CRISPR–Cas9技术对长非编码 RNA进行深入研究，并建立了针对长非编码 RNA的CRISPR–Cas9基因敲出研究相关数据库（http://crisprlnc.xtbg.ac.cn/）。目前相关研究工作总计已经发表SCI论文5篇，其中单篇最高影响因子10.24（Nucleic Acids Research，5-year Impact Factor），总计影响因子25。另外，我们还参加了两次生物信息学国际会议（APBC 2018 日本横滨，GIW 2018 中国昆明），并在大会上就我们的研究工作给了3个口头报告。