可变剪接分析分析
利用转录组测序数据分析可变剪接的方法
利用转录组测序数据分析可变剪接的方法作者：***来源：《科学与信息化》2020年第08期摘要可变剪接是调节基因表达和产生蛋白组多样性的重要因素，同时参与调控细胞分裂、分化及凋亡等重要生物学过程，异常的可变剪接多与人类疾病有关。
随着新一代测序技术和生物信息学的快速发展，以及先进计算方法的提出，使得我们对可变剪接有了深入的认识。
并且基于剪接机制对于病的靶向药物设计，已得到了有效的临床治疗效果。
本文主要阐述了近年来基于二代测序技术开发的几种识别可变剪接的计算方法，并对未来的发展方向进行展望。
关键词可变剪接;二代测序技术;生物信息学;分析工具可变剪接，又称选择性剪接（Alternative Splicing，AS），是真核生物基因表达的普遍调节机制，是指一个前体mRNA经过不同的剪接形式产生多种不同剪接异构体的过程。
在1978年，Walter Gilbert提出了内含子和外显子命名[1]，不同外显子组合产生特异的异构体。
二代测序技术的迅速发展极大地推动了人类对可变剪接的认识。
现有数据表明，人类大约有92%-94%的基因都会经历某种程度的可变剪接行为，并且在20000多种人类蛋白编码基因中，约37%的基因会编码产生不同的蛋白亚型，这表明可变剪接增加了蛋白质组的多样性和复杂性[2]。
AS对基因的功能起着重要调控作用，同一基因的不同亚型可能参与不同的生物学过程。
例如p53抑癌基因（TP53）在DNA受损细胞的调控中起着核心作用，然而其Δ133β亚型则可以抑制全长p53β亚型5和6从而诱导肿瘤细胞的凋亡[3]。
另外AS几乎参与了所有生物学过程，包括调节细胞的分裂和凋亡、神经系统的发育以及细胞对抗多种环境因素做出的免疫应激反应等[4]。
另一方面，AS的异常调节还与多种遗传性疾病和恶性肿瘤相关，包括神经退行性疾病、心血管疾病和代谢状况等。
据报道，与SNP相关的遗传性疾病多达一半是由于剪接受损引起的[5]。
AS的异常调节对癌症的发生发展有重要的作用，为疾病的发展提供了可能的新颖治疗靶标和生物标志物的来源，而AS位点的预测可以为药物设计提供很好的分子基础。
可变剪接分析综述
可变剪接的分析主要包括剪接体序列的 校正，剪接体之间的比较，以及剪接机 制的探索。
剪接体序列的校正
克隆试验得到的mRNA 往往不是全长， 测序反应也不能保证100%的正确，所以 拿到一条序列首先要对其进行校正，尽 可能保证使全长序列且无错误。 校正可以通过剪接体序列与EST数据及 基因组的比对进行。
Details 结果
图中显示有四个block, 即提交序列可以分为四个区段 与染色体上四个区域对应，即有四个外显子。蓝色区 域为完全匹配，浅蓝色为比对区域的边缘序列，可以 理解为外显子边界
Details 结果
点击每个block 可以看到对应的外显子序列， block之间可以认为是内含子序列,可以观察是否 符合GT-AG 或是GC-AG模式
可变剪接示意图
可变剪接是生物多样性的重要成因
高等生物与低等生物的基因数量并没有特别显著 的差别，如人的基因估计约30000-40000，小鼠 的基因也为30000左右，而且人鼠基因有很多存 在有很高的相似性。果蝇、线虫等基因约为 15000，基因数量的差别不足以解释以上物种间 存在的显著差异。
可变剪接与蛋白质组
Spliced EST
Total ESTs
EST 数据选择
整条序列在染色体上以单外显子形式出 现很可能是染色体污染。一般优先看已 剪接EST数据对基因的支持情况，如数 量不足再看包含未剪接EST的所有EST 集合
改变查看区域
在browser 里可以任意移动查看，改变位 置的方法有两种，一是直接输入定位数字， 二是通过窗口下方的方向箭头移动。
SR蛋白主要与外显子剪接增强元件ESE结合， 通过直接招募剪接体蛋白或是拮抗剪接抑制因 子的作用来发挥作用。 SR蛋白主要对5’位点的选择起作用： 通过招募剪接体蛋白如U2AF或是U1-70K，在 pre-mRNA的两个或多个5’可变剪接位点中促 进选择使用距内含子3’端较近的5’位点。
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是一种常见的肺癌类型，其发病率和死亡率在全球范围内持续上升。
由于肺腺癌的复杂性和异质性，研究其发生发展的分子机制对治疗和预防具有重要意义。
随着新一代测序技术的发展，可变剪接事件在肺腺癌中的研究逐渐成为热点。
本文旨在探讨肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析，以期为肺腺癌的诊疗提供新的思路和方法。
二、可变剪接事件概述可变剪接是指在基因转录过程中，由于内含子的保留或外显子的选择性拼接，导致同一基因产生多种不同的剪接产物。
这些剪接产物在蛋白质编码、转录调控等方面具有重要作用。
在肺腺癌中，可变剪接事件的发生与肿瘤的发生、发展和转移密切相关。
因此，研究肺腺癌中的可变剪接事件，有助于揭示肺腺癌的发病机制，为临床诊断和治疗提供新的靶点。
三、肺腺癌特异性可变剪接事件的识别为了识别肺腺癌特异性可变剪接事件，本研究采用RNA-Seq 等高通量测序技术，对肺腺癌组织及正常肺组织进行测序分析。
通过比对分析，我们发现肺腺癌组织中存在大量可变剪接事件。
其中，部分事件在肺腺癌中具有特异性，可能与肺腺癌的发生、发展密切相关。
我们通过生物信息学分析方法，对识别到的可变剪接事件进行分类和筛选。
首先，根据剪接事件的类型（如外显子跳跃、内含子保留等），将其分为不同类别。
然后，结合文献报道和数据库信息，对筛选出的特异性剪接事件进行功能注释和预测。
最后，通过实时荧光定量PCR和Western blot等技术，验证了部分剪接事件的表达情况。
四、肺腺癌特异性可变剪接事件的分析通过对识别到的肺腺癌特异性可变剪接事件进行分析，我们发现这些事件主要涉及肿瘤相关基因、信号通路和转录调控等方面。
其中，部分剪接事件可能导致蛋白质编码序列的改变，从而影响蛋白质的功能和结构。
此外，我们还发现这些剪接事件在肺腺癌的不同阶段和亚型中存在差异，提示其在肺腺癌发生、发展中的作用可能具有阶段性和亚型特异性。
五、结论本研究通过高通量测序技术和生物信息学分析方法，成功识别了肺腺癌特异性可变剪接事件。
利用转录组测序数据分析可变剪接的方法
利用转录组测序数据分析可变剪接的方法可变剪接（alternative splicing）是指在基因转录过程中，由于RNA的剪接方式的改变，导致最终产生的mRNA分子中不同的外显子结合模式，从而编码不同的蛋白质。
可变剪接是真核生物基因表达的重要调控机制之一，能够增加基因的功能复杂性和多样性。
然而，异常的可变剪接事件与多种疾病的发生和发展密切相关，因此对可变剪接事件进行准确的鉴定和分析对于揭示其生物学功能和研究疾病机制具有重要意义。
近年来，随着高通量测序技术的快速发展，转录组测序数据已成为可变剪接分析的重要数据源。
下面将介绍基于转录组测序数据分析可变剪接事件的方法。
首先，可变剪接事件的鉴定是可变剪接分析的基础。
对于每个基因，可变剪接事件主要包括外显子跳跃（exon skipping）、选择性包含（inclusion）、选择性起始/终止位点（alternative start/stop site）等。
通过比对RNA-seq数据到基因组参考序列，可以识别出转录组中的外显子覆盖情况，并进一步分析不同外显子组合的比例，从而鉴定可变剪接事件。
其次，可变剪接事件的定量分析是研究其生物学功能的关键。
对于定量分析，可以使用RPKM（reads per kilobase of exon model permillion mapped reads）或FPKM（fragments per kilobase of exon model per million mapped fragments）等方法计算各个外显子或外显子组合的表达量。
通过比较不同样本或不同组织中可变剪接事件的表达差异，可以筛选出与特定生物过程或疾病相关的事件。
然而，由于RNA-seq数据的获取和分析过程存在一定的偏差和误差，因此需要对可变剪接事件进行验证和筛选。
传统的PCR和RT-PCR技术可以用于验证一些特定可变剪接事件的存在和表达水平，而新兴的第三代测序技术，如PacBio和Oxford Nanopore，能够提供更长的读长和更准确的测序结果，有助于验证和鉴定具有低表达量或短外显子的可变剪接事件。
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是一种常见的肺癌类型，其发病率和死亡率均居高不下。
近年来，随着基因组学和生物信息学技术的快速发展，对于肺腺癌的研究已经从传统的组织病理学研究逐渐转向了分子层面。
在肺腺癌的研究中，基因的异常表达和剪接变异成为了一个重要的研究方向。
其中，可变剪接事件是导致基因表达多样性的重要原因之一。
因此，对肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析，对于深入了解肺腺癌的发病机制、诊断和治疗具有重要意义。
二、材料与方法（一）材料本研究选取了肺腺癌组织样本及正常肺组织样本，通过高通量测序技术获取了样本的基因表达数据。
（二）方法1. 数据预处理：对基因表达数据进行质量控制和标准化处理。
2. 可变剪接事件识别：利用生物信息学分析工具，对标准化处理后的数据进行可变剪接事件的识别。
3. 事件分类与筛选：根据可变剪接事件的类型和表达水平，进行事件分类与筛选，确定肺腺癌特异性可变剪接事件。
4. 统计分析：对筛选出的肺腺癌特异性可变剪接事件进行统计分析，分析其在肺腺癌发生、发展中的作用。
三、结果（一）可变剪接事件识别结果通过生物信息学分析，我们成功识别了大量可变剪接事件。
这些事件包括外显子跳跃、内含子保留、选择性5'剪接位点和选择性3'剪接位点等类型。
（二）肺腺癌特异性可变剪接事件筛选结果在所有识别出的可变剪接事件中，我们筛选出了一批在肺腺癌组织中特异性表达的剪接事件。
这些事件主要涉及一些与肺癌发生、发展相关的基因，如TP53、KRAS、EGFR等。
（三）统计分析结果通过对筛选出的肺腺癌特异性可变剪接事件进行统计分析，我们发现这些事件在肺腺癌组织中的表达水平与正常肺组织相比存在显著差异。
进一步分析表明，这些事件在肺腺癌的发生、发展过程中可能起着重要的调控作用。
四、讨论本研究通过高通量测序技术和生物信息学分析，成功识别了肺腺癌特异性可变剪接事件。
这些事件主要涉及一些与肺癌发生、发展相关的基因，表明可变剪接在肺腺癌的发病机制中起着重要作用。
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是肺癌的主要亚型之一，具有高度异质性和复杂的遗传背景。
近年来，随着基因组学和生物信息学技术的不断发展，可变剪接事件在肺腺癌发生发展中的作用逐渐受到关注。
可变剪接是一种重要的转录后修饰过程，能够产生多种剪接异构体，从而影响基因的表达和功能。
因此，识别和分析肺腺癌特异性可变剪接事件对于深入了解肺腺癌的发病机制、诊断和治疗具有重要意义。
本文旨在通过生物信息学方法，对肺腺癌特异性可变剪接事件进行识别和分析，以期为肺腺癌的研究提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 数据来源本研究使用的肺腺癌基因表达数据和可变剪接事件数据来自公共数据库（如TCGA、GEO等）。
2. 生物信息学分析方法（1）基因表达谱分析：利用R语言和相关生物信息学软件，对肺腺癌基因表达数据进行预处理、标准化和差异表达分析，筛选出与肺腺癌相关的基因。
（2）可变剪接事件识别：采用已知的可变剪接事件数据库和新一代测序技术，对肺腺癌样本进行可变剪接事件的检测和识别。
（3）特异性可变剪接事件分析：结合基因表达谱分析和可变剪接事件识别结果，筛选出肺腺癌特异性可变剪接事件，并进行功能注释和通路分析。
（4）验证实验：通过RT-PCR、Western blot等实验方法，对部分关键可变剪接事件进行验证。
三、结果1. 基因表达谱分析结果通过对肺腺癌基因表达数据进行差异表达分析，我们筛选出了一批与肺腺癌相关的基因。
这些基因在肺腺癌组织中的表达水平与正常组织相比存在显著差异，可能参与了肺腺癌的发生发展过程。
2. 可变剪接事件识别结果通过新一代测序技术和已知的可变剪接事件数据库，我们检测和识别了大量的可变剪接事件。
这些事件涉及到的基因涵盖了多种生物学功能，包括细胞增殖、凋亡、侵袭和转移等。
3. 肺腺癌特异性可变剪接事件分析结果结合基因表达谱分析和可变剪接事件识别结果，我们筛选出了一批肺腺癌特异性可变剪接事件。
外显子可变剪接的控制和功能分析
外显子可变剪接的控制和功能分析外显子可变剪接是一种重要的生物学过程，它决定了基因表达的多样性和可变性。
在这种过程中，原本精准的RNA翻译变得更加复杂，因为同一基因可以通过剪接产生多个不同的转录本。
这些转录本具有不同的外显子组成，从而导致不同的蛋白质编码序列。
因此，外显子可变剪接对细胞功能和生理过程具有重要的影响。
控制外显子可变剪接的机制有许多，包括转录因子的结合、RNA切割复合物的招募和RNA结构阻碍。
其中，核糖核酸处理酶（hnRNP）是一种重要的RNA结构阻碍因子，它被认为是外显子可变剪接的主要调节器之一。
hnRNPs可以通过与RNA的不同部位结合来影响RNA的结构和可变剪接，因此具有重要的生物学功能。
hnRNPs具有相互竞争的关系，其中一些可以促进外显子含量的缩减，而其他一些则可以促进外显子含量的增加。
因此，不同组分的竞争，以及它们与其他RNA和蛋白质相互作用所形成的网络结构，是外显子可变剪接的主要调节机制之一。
在外显子可变剪接中，不同外显子的含量和组合对生物学过程具有不同的影响。
例如，一些转录本的细胞内稳定性可能较低，因而难以在细胞内累积。
其他转录本可能具有特定的功能域或修饰位点，因此对蛋白质功能具有重要的影响。
外显子可变剪接对以下生理过程具有重要的影响：免疫反应、细胞周期、细胞分化和发育、神经元功能和癌症等。
在免疫反应中，外显子可变剪接可以产生多种不同类型的T细胞和B细胞，每种类型都具有特定的功能和抗原识别特性。
在细胞周期中，外显子可变剪接可以影响几个关键的增殖和凋亡信号通路。
在细胞分化和发育中，外显子可变剪接可以促进细胞类型分化和组织发育。
在神经元功能中，外显子可变剪接可以调节神经元的活动和突触可塑性。
在癌症中，外显子可变剪接可以导致癌症细胞的增殖、转移和治疗抵抗。
总之，外显子可变剪接是一个复杂的生物学过程，它由多个调节因子和优选反应机制所控制。
深入了解这一过程的机理和功能，有助于识别新的调节因子和产生新的治疗方法，从而对广泛的生物学过程产生重要影响。
可变剪接的生物信息数据分析综述
可变剪接的生物信息数据分析综述章天骄【摘要】前体mRNA的可变剪接是扩大真核生物蛋白质组多样性的重要基因调控机制.可变剪接的错误调节可以引起多种人类疾病.由于高通量技术的发展,生物信息学成为可变剪接研究的主要手段.本文总结了可变剪接在生物信息学领域的研究方法,同时也分析并预测了可变剪接的发展方向.%Alternative pre - mRNA splicing is an important gene regulation mechanism for expanding proteomic diversity in higher eukaryotes. The misregulation of alternative splicing underlies many human diseases. With the development of high - throughput technology, bioinformatics becomes to the main method in study of alternative splicing. This article summarizes the bioinformatics methods in alternative splicing research, as well as analyzes and predicts the direction of alternative splicing.【期刊名称】《生物信息学》【年(卷),期】2012(010)001【总页数】4页(P61-64)【关键词】可变剪接;高通量技术;生物信息学【作者】章天骄【作者单位】哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院,哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】Q811可变剪接是指一个前体mRNA通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同mRNA剪接异构体的过程。
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南RNA可变剪接（RNA alternative splicing）是一种在转录过程中产生不同mRNA isoform的机制，可显著增加一个基因所编码的蛋白质的多样性。
通过可变剪接，一个基因可以产生多种不同结构和功能的蛋白质，从而增强了生物体对环境变化的适应能力。
在研究中，了解RNA可变剪接的谱图分析步骤和实践指南是非常重要的。
一、分析步骤:1. 数据预处理：从高通量测序数据中提取出RNA可变剪接信息是分析的第一步。
这个过程通常包括测序数据的质量控制、去除低质量的序列、剪切适配器的剪除等。
2. 剪接位点的标定：下一步是找出RNA可变剪接的剪接位点。
常用的方法是使用剪接位点标定工具，如SUPPA、DASPER和Whippet等。
这些工具可以根据测序数据和已知的基因组注释信息确定剪接位点。
3. 剪接事件的分类：基于剪接位点的信息，可以将剪接事件分为多种类型，如剪接外显子（exon skipping）、剪接边界改变（alt-3' or alt-5' splice site）、可变剪接弯曲（intron retention）等。
这个步骤可以使用软件工具，如rMATS、MAJIQ和Whippet等进行分类和注释。
4. 剪接事件的定量分析：定量分析是了解不同可变剪接事件在不同条件下的表达差异的关键步骤。
这个过程可以使用计数矩阵进行，这个矩阵记录了每个可变剪接事件在不同样本中的剪接事件计数。
常用的统计学方法如DESeq2、edgeR和limma等可以用于分析这个计数矩阵，确定不同可变剪接事件的显著差异。
5. 功能注释和富集分析：对于得到的显著差异的可变剪接事件，功能注释和富集分析可以帮助我们了解这些可变剪接事件所参与的功能通路或生物学过程。
这个步骤可以使用GO（Gene Ontology）富集分析、KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富集分析或基于其他数据库的功能注释工具进行。
可变剪接引物设计方法
可变剪接引物设计方法《可变剪接引物设计方法大揭秘，听我给你唠唠嗑》嘿，朋友们！今天我要给你们分享一个超厉害的可变剪接引物设计方法，这可是我的独家秘籍哦！首先呢，咱得搞清楚啥是可变剪接。
你就把它想象成一个基因这个“大明星”，它有好多不同的“造型”，这些不同的“造型”就是可变剪接啦！咱设计引物就是要抓住它特定的“造型”。
第一步，找到你的目标基因。
这就好比在茫茫人海中找到你心仪的那个Ta 一样。
可以去那些基因数据库里翻翻，就像在一个超级大的“基因人才市场”里找。
第二步，分析这个基因的可变剪接模式。
哎呀，这就像了解你喜欢的人的各种小脾气、小习惯一样。
看看有哪些不同的剪接形式，心里有个数。
第三步，这可是关键哦！根据可变剪接的特点来设计引物。
这就好像给这个基因“量体裁衣”。
咱得让引物能准确地抓住它想要的那个部分，可不能瞎抓一气。
我跟你们说，我之前有一次就没设计好，结果实验做得一塌糊涂，简直就是一场“灾难”，哈哈！比如说啊，要是有两个可变剪接体，一个长一点，一个短一点，那咱就得设计引物让它能区分开这两个。
就像你要区分两个长得有点像的人，得找他们的不同特点才行。
还有哦，设计引物的时候要注意一些细节。
比如说引物的长度不能太长也不能太短，太长了就像个大棒子不好使，太短了又没力气。
还有引物的GC 含量也得合适，不然就像做菜盐放多了或者放少了，味道都不对。
第四步，验证你的引物。
这就像考试前的模拟考一样，得看看效果咋样。
可以做个实验试试，看看是不是能准确地扩增出你想要的那个可变剪接体。
设计可变剪接引物就像是一场冒险，有时候会遇到一些小挫折，但别灰心，咱多试试总能成功的。
就像我那次失败的经历，虽然当时觉得很悲催，但后来也让我积累了经验嘛。
朋友们，记住这些步骤，你们也能成为可变剪接引物设计的高手！加油哦，我相信你们！好了，今天就给你们唠到这啦，快去试试吧！。
可变剪接分析PPT课件
05
可变剪接的调控与干预
基因编辑技术
基因编辑技术是一种强大的工具，可用于直接修改基因序列，从而调控可变剪接事件。CRISPR-Cas9系 统是目前最常用的基因编辑技术，通过设计特定的sgRNA，可以精确定位并切割DNA，随后通过同源重 组或非同源末端连接修复机制进行基因敲除或基因修复。
加强数据解读和挖掘
针对数据解读难度大的问题，需要加强算法和计 算平台的建设，提高数据的解读能力和挖掘深度。
3
推进标准化和规范化
为了提高不同实验室之间的结果可比性，需要推 进可变剪接分析的标准化和规范化，制定相应的 标准和规范。
THANKS
感谢观看
剪接因子的识别
剪接因子的组装
剪接因子能够识别内含子和外显子，确保 剪接反应的准确性。
在剪接反应开始前，多种剪接因子需要组 装成一个完整的剪接体。
剪接反应的进行
剪接产物的加工和修饰
在剪接因子的作用下，内含子被切除，外 显子被连接起来，形成一个完整的mRNA 分子。
在mRNA合成过程中，还需要进行后加工 和修饰，以确保mRNA的稳定性和翻译效 率。
可变剪接分析ppt课件
• 可变剪接概述 • 可变剪接的分子机制 • 可变剪接的研究方法 • 可变剪接与疾病 • 可变剪接的调控与干预 • 展望与未来研究方向
01
可变剪接概述
可变剪接的定义
总结词
可变剪接是一种基因表达的调控机制，通过选择性剪接，产生不同的转录本。
详细描述
可变剪接是指从一个多外显子基因中产生多个转录本的过程，这些转录本在剪 接方式、拼接位点等方面存在差异，从而产生不同的蛋白质或RNA分子。
03
可变剪接分析
Genome Browser 使用
Genome Browser提供一个与基因组比对 的程序blat, 用户可以提交序列用blat进行 基因组定位。
Blat 提交界面
可以从下拉菜单中选择不同基因组
Blat 结果
可以看到QUERY AY174119为用户提交序列，比 对得分为742, 提交序列全长774，其中4-755的序 列可以匹配在16号染色体正链区域（66377）， 有99.6%的匹配序列与提交序列完全相同。 “details”为比对的文本显示，“browser”为 在Genome Browser中查看结果
(1) 寻找潜在的启动子
Cold Spring Harbor的Michael Zhang 小组开发 的FirstEF程序针对第一外显子和启动子的预测， 其准确度在同类软件中较高，因此选用该程序对 我们序列进行预测。实际上在genome browser 中也包括firstexon 预测结果。 该软件网址/tools/FirstEF/
•外显子的跳越现象。3，4，5，6外显子均存在被 切除的现象。
•剪接位点的偏移。在同一外显子区域，外显子的 大小不同（对应方块的大小不同），可能是由于 内含子内存在多个相邻的剪接信号，导致不同的 剪接结果。
查看EST支持
Genome Browser 提供的一个重要资源 是EST在染色体上的定位信息，其基本 做法是把EST数据与基因组作比对后， 按照最好的匹配结果将EST唯一的定位 到基因组上。
1.3 可变剪接的调控
可变剪接的调控机制目前还不清楚。但 越来越多的研究表明，可变剪接的调控 是通过基因序列上的顺式作用元件和核 内反式作用分子的相互作用进行的。
可变剪接的调控
主要的顺式作用元件有：
利用转录组测序数据分析可变剪接的方法
图1 生物体内发生的主要可变剪接类型目前大量数据研究结果表明，可变剪接主要包括五种形式（图1），分别为外显子跳跃（Skipped Exon，SE），可变5′剪接位点（Alternative 5′ Splice Site，A5SS），可变3′剪接位点（Alternative 3′ Splice Site，A3SS），互斥外显子（Mutually Exclusive Exons，MXE）和内含子保留（Retained Intron，RI）。
此外还有两种不常见的形式：可变的第一个外图2 Exon Inclusion or Skipping event示意图Exon Skipping Isoform为Upstream exon 和Downstream exon直接连接形Exon Inclusion Isoform为Upstream exon, Alternative exon和Downstream 连接形成。
该模型以Likelihood-ratio test计算p值，大大提升了计算速度。
rMATS支持多线程运行且支持两种输入格式：Fastq或者Bam。
根据计算时用到的reads差别，最后会得到两组结果，一种是只用到跨Junction的reads；另一种是比对到剪接位点上的所reads。
rMATS是目前在RNA-seq数据领域应用最多的分析可变剪接的工具。
图3 DARTS工作流程DARTS BHT（flat）进行常规分析大规模RNA-seq数据中的可变剪接事件，创建带标签的训练数据，用于训练 DNN模型；新的特定RNA-seq经DNN 模型预测作为贝叶斯模型的先验（DARTS BHT（info））；用户的RNA-seq数据则是用于更新先验概率形成后验概率。
顺式序列特征（Cis-sequence）和反式RBP的mRNA水平（Trans-RBP）：DARTS DNN预测差异可变剪接的两个因素。
先验信息（Prior）：DARTS DNN预测的结果。
基因剪切和可变剪接在基因调节中的作用
基因剪切和可变剪接在基因调节中的作用在人类的大脑中，有着至少100亿个神经元细胞。
每个神经元都有上万个突触，每个突触都是由多个蛋白质组成的。
这些蛋白质都是由基因产生的。
神经元的功能和多达数十万甚至更多的蛋白质组成的复杂网络结构密切相关。
基因剪切和可变剪接在这个复杂网络中起着重要的作用。
基因剪切是指将基因组内的前体RNA剪切成多个剪切体以编码不同的蛋白质。
前体RNA是由原始RNA转录而来，其中包含了不需要的序列。
全体剪辑过程由snRNA和snRNP复合物调节。
snRNA是一个小分子RNA，它的作用是识别外显子和内含子两段RNA，再将不需要的内含子序列剪除。
snRNP是snRNA与特定蛋白质的化合物。
剪除后的外显子通过互补的通过RNA翻译成蛋白质的CDS（编码区）。
可变剪接指的是前体RNA中的某个外显子可能会剪除掉，或与相邻外显子连接，也可能是发布外显子保留下来。
由于不同的外显子的组合方式，同时可能产生不同的蛋白质，这就是可变剪接。
可变剪接本质上是指引导基因表达的重要策略，根据不同的需求，相同的基因可以产生多种不同的蛋白质。
在人类基因组中，基因的平均片段长度为8.6kb，但根据剪切变量的数量，大多数基因在可变剪接事件中平均产生多达12个外显子。
换句话说，可变剪接是生物体在抗病、发展和成熟过程中重要的调节机制，它使得单个基因可以发挥多种功能并且扮演多个角色。
可变剪接的实例有很多。
在小鼠胚胎发育的早期，a发生一种可变剪接事件。
当细胞感受到胚胎发育信号时，a外显子会被插入进去，从而改变转录物的表达。
另一方面，也有一种可变剪接事件仅仅涉及一个外显子，而且只是通过不同的剪辑事件来产生三种不同的转录本是神经元中的五氢色胺受体，这使得神经元可以根据需要上下调节发放到外部别的神经元中的信号成分。
另一种比较有趣的可变剪接现象涉及到了蚊子的性别，不同的可变剪接事件可以产生不同的雄性性别决定因子。
此外，可变剪接还可以被使用来定义不同细胞类型之间的差异。
RNA可变剪接分析的常用方法与流程
RNA可变剪接分析的常用方法与流程随着RNA测序技术的发展，研究者们可以获得大量的RNA序列数据，从而揭示基因表达的复杂性和多样性。
其中，RNA可变剪接是一种重要的基因调控机制，可以在转录过程中产生不同的mRNA剪接体，进而编码多种蛋白质亚型。
正确地进行可变剪接分析可以帮助我们理解基因功能的多样性及其在不同生物进程中的作用。
本文将介绍RNA可变剪接分析的常用方法与流程。
一、生物信息学预测对于已经注释的基因组，我们可以利用基因组注释文件及相应的RNA测序数据，进行生物信息学预测来分析RNA的可变剪接。
常用的预测软件包括Cufflinks、StringTie和MISO等。
首先，我们可以对RNA测序数据进行拼接，利用比对算法将reads与参考基因组比对。
然后，基于比对数据，我们可以确定每个剪接位点的比对 reads 数量，进一步得到受该剪接位点调控的剪接事件。
二、剪接事件的分类与可视化在生物信息学预测的基础上，我们需要将剪接事件进行分类和可视化，以便更好地理解和分析。
根据可变剪接的模式，常见的剪接事件包括外显子跳跃剪接、替代剪接以及内含子保留等。
我们可以利用软件包如ASpli、JuncBASE和MAJIQ等，对剪接事件进行注释、分类和可视化。
三、差异剪接分析差异剪接可能在不同条件下发生，用以产生不同的mRNA剪接体。
对于差异剪接的分析，我们可以使用不同的差异剪接分析工具。
比较流行的方法有rMATS和DEXSeq等。
这些工具可以用于检测和定量差异剪接事件，进而帮助我们找到与特定生物进程或疾病相关的剪接事件。
四、功能分析在差异剪接分析之后，我们通常会对差异剪接事件进行功能分析，以了解这些剪接事件与基因功能的相关性。
功能分析一般包括基因本体论（Gene Ontology）分析和富集分析。
基因本体论分析可以将差异剪接事件的基因ID映射到相应的生物学过程、细胞组分和分子功能。
而富集分析可以帮助我们找到与差异剪接事件相关的已知通路、信号和功能等。
《2024年肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是肺癌的主要亚型之一，具有高发病率和高死亡率的特点。
近年来，随着基因组学和生物信息学技术的快速发展，人们对于肺腺癌的研究已经从传统的病理形态学研究逐渐转向了基因组层面的研究。
可变剪接是基因表达过程中一个重要的生物学现象，通过改变基因的剪接方式，生成多种不同的mRNA剪接异构体，进而影响蛋白质的种类和功能。
本文旨在通过对肺腺癌中特异性可变剪接事件的识别与分析，探讨其在肺腺癌发生、发展及治疗中的潜在作用。
二、材料与方法（一）样本收集本研究共收集了50例肺腺癌患者的肿瘤组织样本及配对正常肺组织样本。
所有样本均经过病理学检查确认，并获得了患者或其家属的知情同意。
（二）实验方法1. RNA提取及cDNA文库构建对所有样本进行RNA提取，并构建cDNA文库。
采用二代测序技术对cDNA文库进行测序。
2. 可变剪接事件分析利用生物信息学软件对测序数据进行可变剪接事件的分析，包括可变外显子剪接、可变5'或3'剪接位点等。
（三）数据分析采用统计学方法对可变剪接事件进行分析，包括差异表达分析、基因富集分析等。
三、结果（一）可变剪接事件总体情况通过对测序数据的分析，我们共发现了数百个可变剪接事件，包括可变外显子剪接、可变5'或3'剪接位点等。
这些事件在肺腺癌组织及配对正常肺组织中存在明显的差异。
（二）肺腺癌特异性可变剪接事件的识别通过对比分析，我们发现了数十个在肺腺癌组织中特异性表达的可变剪接事件。
这些事件主要涉及一些与肿瘤发生、发展及治疗相关的基因，如TP53、KRAS等。
这些基因的异常剪接可能导致蛋白质功能的改变，从而影响肿瘤的生物学行为。
（三）差异表达分析我们对这些肺腺癌特异性可变剪接事件进行了差异表达分析。
结果表明，在肺腺癌组织中，某些可变剪接事件的表达水平明显高于配对正常肺组织，而另一些事件的表达水平则明显降低。
这些差异表达的可变剪接事件可能与肺腺癌的发生、发展及治疗密切相关。
《2024年肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》范文
《肺腺癌特异性可变剪接事件的识别与分析》篇一一、引言肺腺癌是一种常见的肺癌类型，其发病率逐年上升，对人类健康构成严重威胁。
随着基因组学和生物信息学的发展，可变剪接（Alternative Splicing）作为基因表达调控的重要手段，在肺腺癌发生发展中的作用逐渐受到关注。
可变剪接事件是指同一基因在不同条件下，通过不同的剪接方式产生多种不同的剪接异构体。
这些异构体可能具有不同的生物学功能，从而影响基因的表达和调控。
因此，识别和分析肺腺癌特异性可变剪接事件，对于揭示肺腺癌的发病机制、诊断和治疗具有重要意义。
二、材料与方法（一）材料本研究选取了肺腺癌组织及其对应正常肺组织样本，通过RNA测序技术获取了转录本数据。
（二）方法1. 数据分析：利用生物信息学软件和算法，对RNA测序数据进行预处理、质量控制和基因表达分析。
2. 可变剪接事件识别：采用已知的可变剪接事件数据库和生物信息学工具，对数据进行可变剪接事件的识别和分类。
3. 特异性分析：比较肺腺癌组织和正常肺组织中的可变剪接事件，筛选出在肺腺癌中特异性出现的可变剪接事件。
4. 生物学功能分析：通过文献调研和生物信息学分析，对筛选出的特异性可变剪接事件进行生物学功能分析。
三、结果（一）可变剪接事件识别结果通过对RNA测序数据的分析，我们共识别出数千个可变剪接事件。
这些事件主要涉及外显子跳跃、内含子保留、互斥外显子和选择性5'或3'剪接等类型。
（二）肺腺癌特异性可变剪接事件筛选结果经过比较肺腺癌组织和正常肺组织中的可变剪接事件，我们筛选出了一系列在肺腺癌中特异性出现的可变剪接事件。
这些事件主要涉及癌基因和抑癌基因的剪接异构体表达变化。
（三）生物学功能分析结果1. 癌基因剪接异构体：我们发现某些癌基因在肺腺癌中通过可变剪接产生具有更强癌性特性的剪接异构体，这些异构体可能通过促进细胞增殖、抑制凋亡和促进侵袭等途径参与肺腺癌的发生发展。
2. 抑癌基因剪接异构体：另一方面，我们也发现了一些抑癌基因在肺腺癌中发生可变剪接，产生功能减弱的剪接异构体，这些异构体可能通过降低抑癌基因的表达和功能，促进肿瘤的发生和发展。
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南
RNA可变剪接谱图分析的步骤与实践指南RNA可变剪接是一种重要的转录后调控机制，它通过剪接酶切除RNA转录产物的部分区域，从而产生不同的mRNA剪接异构体，进而产生多样化的蛋白质。
对于研究者来说，了解RNA可变剪接谱图的分析步骤与实践指南至关重要。
一、RNA可变剪接谱图分析的基本步骤1. 数据库搜索：首先，需要根据研究目的在公开数据库中搜索与感兴趣的基因的剪接变异相关的信息。
常用的数据库包括Ensembl、UCSC、NCBI等。
根据数据库提供的注释信息，可以获取基因的可变剪接事件及其剪接异构体的基本信息。
2. 数据预处理：对于获取的原始数据，需要进行一系列的预处理步骤，包括去除低质量序列、去除接头序列、去除重复序列等。
这些步骤可以提高数据的质量和准确性。
3. 剪接事件的筛选：根据预处理后的数据，利用可变剪接分析工具（如RASflow、MISO等），对数据进行筛选，得到感兴趣的剪接事件及其相关信息。
4. 剪接异构体的注释：根据筛选得到的剪接事件，对剪接异构体进行进一步的注释，包括外显子与内含子的边界位置、剪接剂和剪接受体的序列等。
5. 可变剪接谱图的绘制：根据注释信息，可以利用数据可视化工具（如ASpli、JuncBASE等），绘制出RNA可变剪接谱图。
谱图中横轴表示外显子的序列，纵轴表示对应剪接事件的读数或比例，不同颜色/形状的点表示不同的剪接异构体。
6. 统计分析与结果解读：对于绘制的可变剪接谱图，可以进行统计分析，计算剪接异构体的丰度差异、富集程度等指标。
结合研究目的，对结果进行解读与讨论。
二、RNA可变剪接谱图分析的实践指南1. 数据质量控制：在进行RNA可变剪接谱图分析之前，要确保所使用的数据具有较高的质量。
注意检查数据的质量评估报告，对于低质量序列进行过滤和修剪，以提高数据的准确性和可信度。
2. 工具选择：根据研究目的和数据的特点，选择合适的可变剪接分析工具。
不同的工具可能有不同的功能和参数设置，需要根据具体情况进行选择。
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查看EST支持
Genome Browser 提供的一个重要资源 是EST在染色体上的定位信息，其基本 做法是把EST数据与基因组作比对后， 按照最好的匹配结果将EST唯一的定位 到基因组上。 通过EST可以对不同剪接体提供佐证
Genome browser 中的EST 数据
分为两个集合：
–已剪接EST集合（human ests that have been spliced） –包括未剪接EST的所有EST集合（human ests including unspliced） 后者包括前者。已剪接EST集合是与基因组比对后可 以被分成多个外显子结构，且外显子之间的序列符合 内含子剪接位点模式（GT-AG模式）的EST。全部 EST集合则不考虑是否含有剪接位点，其中可能有染 色体污染和一些未经剪接的EST数据。
FirstEF 结果
promoter 区为预测的启动子区域，exon 为预测的第一个 exon 区 域 ， 点 击 可 查 看 具 体 位 置 信 息 。 该 程 序 预 测 66376104-66376673 为启动子区域，第一外显子区域为 66376604-66376834 或是 66376604-66377167 。第一组序 列的起始位置为66,376,615 ， 第二组序列的起始位置为 66,376,969 。已有实验证明第一组序列的启动子可能在 其上游约 1.5Kb 处，故此处的启动子可能为第二组序列 的启动子。
使用Genome Browser 获得序列
出现的页面框中为要获得序列的位置，可以改变 范围或是包括任意长上游或下游序列，比如要分 析启动子序列，可以选取基因起始点上游1K的序 列。 （如果序列与基因组序列互补，应向后取）
2.2 可变剪接成因分析
从 Genome browser 中可以看到，上例 中不同剪接体的形成的主要原因可能是 采用了不同的启动子或是出现了外显子 的跳过现象。这就促使我们考虑采用不 同的手段预测可能导致这些剪接出现的 原因。
改变查看区域
查看其它性质
有些注释信息默认不显示，用户可以在 browser下方选择显示。比如查看spliced EST
使用Genome Browser 获得序列
使用genome browser除了可以浏览基因的相关信息外， 还可以很方便的获取想得到的基因组序列。方法是通过 browser 上方的DNA 连结。
SR蛋白主要与外显子剪接增强元件ESE结合， 通过直接招募剪接体蛋白或是拮抗剪接抑制因 子的作用来发挥作用。 SR蛋白主要对5’位点的选择起作用： 通过招募剪接体蛋白如U2AF或是U1-70K，在 pre-mRNA的两个或多个5’可变剪接位点中促 进选择使用距内含子3’端较近的5’位点。
其它反式作用蛋白
Genome Browser 中的结果
基因图中每个方块对应一个外显子，方块之间带有 箭头的连线对应基因组上的内含子序列。箭头的方 向代表序列转录的方向（5’-3’）。
Genome Browser 中的结果
基因跨度约12.7k。在该区域中有23个已知基因 （根据SWISS-PROT, TREMBL, Refseq数据库中 的注释），在本例中这23个基因都对应着一个基 因（cklfsf1）23个不同的剪接形式。
(1) 寻找潜在的启动子
Cold Spring Harbor的Michael Zhang 小组开发 的FirstEF程序针对第一外显子和启动子的预测， 其准确度在同类软件中较高，因此选用该程序对 我们序列进行预测。实际上在genome browser 中也包括firstexon 预测结果。 该软件网址/tools/FirstEF/
由于采用不同的外显子，导致编码蛋白 质的不同，有时会出现蛋白提前终止， 起到分子开关的作用。
1.3 可变剪接的调控
可变剪接的调控机制目前还不清楚。但 越来越多的研究表明，可变剪接的调控 是通过基因序列上的顺式作用元件和核 内反式作控
主要的顺式作用元件有：
– ESE: exon splicing enhancer 外显子剪接增强子 – ISE: intron splicing enhancer 内含子剪接增强子 – ESS: exon splicing silencer 外显子剪接沉默子 – ISS: intron splicing silencer 内含子剪接沉默子
FirstEF 预测
Genome Browser 简介
Genome Browser 可以理解为一个基因组的浏 览器，选择一定区域后，则会显示在该区域内 的一系列性质，如图谱信息（STS,FISH clone, chromosome band),定位在该区域的已知基因 情况以及通过基因预测软件预测的基因情况， 与该段基因组匹配的mRNA 与 EST信息，人 与其它物种如小鼠，大鼠，黑猩猩基因组的比 对情况等等，都直观的显示在一张图上。
反式作用因子
SR 蛋白
因富含serine/arginine 得名，该蛋白通常含有一至两
个RNA 识别模体（RRM，RNA Recognition Motif）， 羧基端有RS结构域（RS 二肽富集区）。
RRM负责介导RNA结合，决定各SR蛋白的底物特异性。
RS结构域主要参与蛋白-蛋白相互作用。
SR 蛋白
内含子剪接信号
分支点（branch site）通常位于3‘剪接点 上游50bp,处于一段富含嘧啶的区域，分 支点腺嘌呤附近区域为YNYURAY 。
剪接识别信号
剪接体
剪接由剪接体（spliceosome）催化完成。剪 接体主要由几个核糖蛋白亚基组成，每个亚基 都由RNA链和蛋白组成。另外还有几十个小多 肽参与构成剪接体。 剪接体分主要剪接体（major spliceosome） 和次要剪接体（minor spliceosome）。前者主 要针对剪接信号为GU-AG模式的内含子，包括 U1,U2,U4,U5,U6等亚基，后者主要对应ATAC模式，由另外一组亚基组成 。
剪接过程，U1结合donor site, U2结合 branch site, U4,U5,U6连结U1,U2
1.2 可变剪接的主要模式
可变剪接主要有四种模式：
– 内含子不切割 – 5’或3’切点竞争 – 外显子跳过 – 外显子互斥
可变剪接的主要模式
内含子不剪切
切点竞争
外显子跳过
外显子互斥
可变剪接的结果
其它如hnRNP蛋白，多聚嘧啶序列结合蛋白(PTB)， CELF蛋白家族等等也有各自不同的调节作用。
ESE 与SR 蛋白的作用模式可能是可变剪接调控中最 普遍的调控形式。已有实验表明由于外显子中剪接增 强子序列的突变不能与SR蛋白结合可以导致外显子的
跳过（exon skipping）。
二、可变剪接的分析
Genome Browser 中的结果
该组剪接体总体分为两组，第一组包括上方20条序列， 起始位点相同。第二组包括最后三条序列，其起始位 点在第一组序列中的内含子区域。两组序列共有7个外 显子区域。
Genome Browser 中的结果
从图上看造成不同剪接体的原因有三种： •转录起始位点不同。第二组序列起始点位于第一 组序列内含子区域，可能表明该附近区域可能有 启动子活性。 •外显子的跳越现象。3，4，5，6外显子均存在被 切除的现象。 •剪接位点的偏移。在同一外显子区域，外显子的 大小不同（对应方块的大小不同），可能是由于 内含子内存在多个相邻的剪接信号，导致不同的 剪接结果。
可变剪接分析
yup@
主要内容
可变剪接介绍 使用UCSC Genome browser分析 可变剪接成因分析 其它分析工具及数据库 基因表达谱
一、可变剪接介绍
可变剪接 (alternative splicing) 即一个 mRNA 前体通过不同的内含子去除方式可 以获得不同成熟mRNA 。
Genome Browser 使用
Genome Browser提供一个与基因组比对 的程序blat, 用户可以提交序列用blat进行 基因组定位。
Blat 提交界面
可以从下拉菜单中选择不同基因组
Blat 结果
可以看到QUERY AY174119为用户提交序列，比 对得分为742, 提交序列全长774，其中4-755的序 列可以匹配在16号染色体正链区域（6637661566389357），有99.6%的匹配序列与提交序列完 全相同。“details”为比对的文本显示， “browser”为在Genome Browser中查看结果
Details 结果
图中显示有四个block, 即提交序列可以分为四个区段 与染色体上四个区域对应，即有四个外显子。蓝色区 域为完全匹配，浅蓝色为比对区域的边缘序列，可以 理解为外显子边界
Details 结果
点击每个block 可以看到对应的外显子序列， block之间可以认为是内含子序列,可以观察是否 符合GT-AG 或是GC-AG模式
1.1 可变剪接背景知识
内含子剪接信号
内含子剪接需要区分外显子及内含子，识别信 号主要包括 内含子5‘ 及 3’ 末端序列及中间 分支点（branch site）附近的序列。
内含子剪接信号
内含子5‘ 剪接点称为供体点（donor site）， 3’剪接点称为受体点(acceptor site)。 内含子开始和末尾的两对碱基最为保守，大多 数情况为 GU-AG (约占99.24%),少数为GCAG(约占0.7%), 极少数为AT-AC（0.05%)。除 了这两对保守碱基外，他们附近的碱基在不同 物种间存在差异，但在物种内有保守性。如如 脊椎动物5’剪接信号AG|GUAAGU 。
剪接体序列的校正
与EST及基因组的比对可以到NCBI使用 BLAST进行，根据多数原则进行修正。 但这样做每次只能查看一条序列，没有 一个总体的概念。因此我们推荐使用加 州大学圣克鲁兹分校提供的Genome Browser 进行。