【摘 要】
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越来越多证据表明许多lncRNA能和基因近端和远端的DNA序列特异性结合形成RNA:DNA Triplex,这种结合使得lncRNA能够把组蛋白和DNA修饰酶招募到结合位点附近,进而通过表观基因组修饰调控基因的表达。目前已经有多个预测lncRNA/DNA结合的工具,但是在全基因组范围实现快速且准确的预测仍是一个挑战,缺乏在耗时和准确性两方面皆令人满意的工具。为此,基于前期工作,我们开发了两个预测工
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越来越多证据表明许多lncRNA能和基因近端和远端的DNA序列特异性结合形成RNA:DNA Triplex,这种结合使得lncRNA能够把组蛋白和DNA修饰酶招募到结合位点附近,进而通过表观基因组修饰调控基因的表达。目前已经有多个预测lncRNA/DNA结合的工具,但是在全基因组范围实现快速且准确的预测仍是一个挑战,缺乏在耗时和准确性两方面皆令人满意的工具。为此,基于前期工作,我们开发了两个预测工具Fasim-LongTarget和Masim-LongTarget,用于发现Triplex并识别DNA结合域（DNA binding domai）和DNA结合位点（DNA binding site,DBS）。Fasim-LongTarget 是改进的 striped Smith-Waterman 双序列比对算法（fast SIM）。Masim-LongTarget则创新地构造两个碱基替换计分矩阵,并使用fastSIM直接实现RNA:DNA序列之间遵循Hoogsteen和reverse Hoogsteen碱基互补配对规则的“比对”。我们用实验测得的lncRNA MEG3、NEAT1和MALAT1在全基因组的结合区域以及敲降lncRNAFendrr、SWINGN导致的差异基因评估Fasim-LongTarget和Masim-LongTarget,并比较它们与两个流行的lncRNA/DNA 结合预测工具 TDF 和 LongTarget 的性能。Fasim-LongTarget 的准确性略低于LongTarget,但显著高于TDF,尤其是Fasim-LongTarget的耗时性显著优于两者。Masim-LongTarget 与 LongTarget 的准确性相当,与 Fasim-LongTarget的运行速度相当,两个工具的开发使全基因组lncRNA/DNA结合预测切实可行。作为应用,我们预测了 66个人类特异和212个小鼠特异lncRNA在所有Ensembl注释的转录本启动子区域5000bp的可能DNA结合位点,这些位点对于分析人类特异性和小鼠特异性lncRNA的表观遗传调控功能具有重要意义。
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