RNA剪接调控是多样转录本产生的核心过程,其调控模式影响转录本的序列、结构及功能特征。长读长转录组测序技术为解析同一基因中不同RNA转录本的相对比例、识别各类组织和细胞类型的特异表达转录本全长,提供了技术支撑。但受限于样本获取难、测序成本高等因素,可用于复杂生理状态下转录本水平剪接分析数据仍不足。现有算法可预测个别样品中剪接位点强度,却难以实现转录本水平的预测,且对未知组织及细胞类型的扩展能力有限。
近日,中国科学院北京基因组研究所(国家生物信息中心)科研团队研发了可用于转录本水平RNA剪接预测的模型HELIX。该模型通过整合基因组序列与组织特异性的RNA结合蛋白表达矩阵,可高精度预测RNA剪接与转录本使用模式,为解析复杂生理条件下的可变剪接提供了高性能工具。
HELIX依托上下文依赖剪接调控机制构建,采用层次化深度学习子模型嵌套策略。这一策略基于DNA序列预测剪接位点及其基线强度,结合1499个RNA结合蛋白的表达特征,精准预测具体样本中的剪接调控水平,最后利用基于嵌入继承的长短期记忆网络,解析多个剪接位点间的依赖关系。评估显示,HELIX在高度调控位点及转录本相对比例预测方面较现有主流方法具有优势。
研究表明,HELIX可解析疾病研究中的异常RNA剪接及转录本使用特征。团队基于大规模结直肠癌队列,识别了肿瘤细胞中剪接失调与转录本表达异常现象,发现其与基因组突变、RNA结合蛋白表达异常及临床特征密切相关,为理解肿瘤发生机制及患者分层提供了分子特征依据。
团队进一步研发了HELIX的单细胞扩展版本scHELIX,其可预测不同细胞类型及肿瘤亚群中转录本差异使用模式,为解析肿瘤内部异质性提供新视角。结果显示,不同肿瘤亚克隆之间存在明显的RNA剪接与转录本表达差异特征,为肿瘤演化研究及靶点发现提供了新思路。
这项研究完善了关于组织特异性和疾病相关剪接机制的认识,为癌症分型、致病变异解释以及精准医学研究提供了方法学支撑。
相关研究成果发表在《自然-计算科学》(Nature Computational Science)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。
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HELIX模型架构及训练数据
“以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴,是新时代新征程党和国家的中心任务。今天,我们庆祝共和国华诞的最好行动,就是把这一前无古人的伟大事业不断推向前进。”30日在人民大会堂举行的庆祝中华人民共和国成立 为落实元首共识、深化教育交流合作,11月9日,中意大学校长对话会在北京大学举行。教育部部长怀进鹏出席对话会并致辞。他表示,中方坚持教育开放发展,愿同包括意大利在内的世界各国扩大学术交流和教育合作规模,积极参与 当地时间11月3日至4日,教育部副部长陈杰率团访问秘鲁。在秘期间,陈杰与秘鲁教育部部长摩根·克罗举行会谈,并签署两国新一轮教育合作谅解备忘录。 陈杰表示,近年来,在两国元首战略引领下,中秘教育合作取得丰硕成果。 今年以来,该校深入推进“一校一品”建设,以排球运动促进学校“五育”融合发展,通过社团活动、班级联赛等形式,让学生们感受排球运动魅力,培养团队意识和拼搏精神,促进体质健康发展。(中国教育报-中 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)学前教育法就从业禁止明确规定,受到社会关注。在今天教育部召开的新闻发布会上,中国法学会行政法学研究会副会长、黑龙江大学校长王敬波对 党的二十届三中全会通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》中提出:“制定民族团结进步促进法,健全铸牢中华民族共同体意识制度机制,增强中华民族凝聚力。”西安市莲 。本文链接:科研人员研发RNA转录本水平剪接调控预测模型http://www.sushuapos.com/show-12-3190-0.html
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