可变剪接分析PPT课件
癌症与可变剪接
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。
可变剪接及其生物学意义
３ 可 变 剪 接 的 调 控
存 在 密 切 联 系 。近 来 的研 究 多 致 力 于 可 变剪 接 的 调 控 机 制 、 功 能 相 关 性 可 变 剪 接 体 数 据 库 的 建 立 及 可 变 剪 接 产 物 的 生 理 与 病 理 功 能 。本 文 就 可 变 剪 接 有 关 进 展进 行综 述 。
相 对 平 衡 来 实 现 。而 这 些 调 控 元 件 活 性 又 由 相 应 的剪 接 调 控
一
黝 ≥ 破一 ≤ ∈ 潮 ｓ 隘 ～
图 １
２ 可 变 剪 接 的 机 制
破 一雌
因子的结合来决定 。 许 多 Ｅ Ｅ 包含 Ｓ Ｓｓ Ｒｐ家 族 成 员 的 结 合 位 点 。Ｓ ｐ家 族 成 Ｒ 员具 有 １ ～２个 结 合 ＲＮ 的 Ｎ 末 端 Ｒ Ａ ＮＡ 识 别 基 序 类 型 的 结 构域 和 Ｃ末 端 富 含 丝 氨 酸 精 氨 酸 蛋 白 残基 （ ） ＲＳ 的结 构 域 。 在 剪 接 体 组 装 过 程 ，Ｒ Ｓ ｐ作 为 必 要 的 剪 接 因 子 和 调控 因 子 发挥 作 用 。 Ｅ Ｅ依 赖 性 ３ 或 ５ 剪 接 位 点 的 激 活 是 通 过 Ｓ Ｓ Ｒｐ募 集 Ｕ２ ６ ＡＦ ５到多 聚 嘧 啶序 列 结 合 位 点 而 实 现 。果 蝇 ｄ ｘ 因第 ４ ｓ基 外 显 子 存 在 １个 雌 性 特 异 性 Ｅ Ｅ， 过 结 合 １个 保 守 的 Ｓ ｐ Ｓ 通 Ｒ 和 ２个 含 有 Ｒ Ｓ结构 域 的 调控 因 子— — ＴＲ 和 Ｔ Ａ２ 从 而 促 Ａ Ｒ ， 进 Ｕ２ ３ 和 Ｕ２ ６ 分 别 与 ３剪 接 位 点 和 弱 的 多 嘧 啶 序 列 ＡＦ ５ ＡＦ ５ 结 合 ， 成 对 第 ４ 显 子 上 游 内含 子 的剪 接 。而 雄 性 个 体 中缺 完 外
rna的可变剪接名词解释
rna的可变剪接名词解释在生物学领域中，RNA的可变剪接是一个重要的概念。
在这篇文章中，我们将对可变剪接进行详细的解释和探讨。
1. 什么是RNA的可变剪接？RNA可变剪接是指基因表达过程中，通过在RNA转录过程中选择性剪切外显子（exon）和内含子（intron），从而产生多种不同的mRNA亚型的过程。
这种剪接过程使得一个基因能够编码多种不同的蛋白质，增加了基因的功能和表达的多样性。
2. 可变剪接的机制可变剪接的机制涉及到多种蛋白质和核酸的相互作用。
在RNA转录过程中，剪接酶会识别内含子与外显子的边界，并切断两者之间的连接。
然后，外显子会被连起来，形成成熟的mRNA，而内含子则会被剪除。
这个剪接过程通常由剪接信号序列来指导，而这些信号序列存在于基因的DNA序列中。
3. 可变剪接的类型可变剪接有多种类型，包括：- 保留外显子：某些外显子可能会被选择性地保留在成熟的mRNA中，从而影响蛋白质的功能和结构。
- 选择性剪切：在剪接过程中，一些外显子或内含子可能会被选择性地剪除或保留，产生不同的mRNA亚型。
- 备用剪接位点：在剪接过程中，可发生在不同的剪接位点上，从而产生具有不同外显子组合的mRNA亚型。
4. 可变剪接的意义与功能RNA的可变剪接对于生物体具有重要的意义和功能，如下所示：- 增加蛋白质的多样性：通过可变剪接，单个基因可以产生多个mRNA亚型，从而编码多种不同的蛋白质。
这种多样性使得生物体能够在不同的条件下调节基因的表达和功能。
- 调节基因表达：可变剪接可以影响mRNA的稳定性和翻译效率，进而调节基因的表达水平。
- 调控生物过程：可变剪接在生物体的许多生物过程中发挥着重要的调控作用，包括细胞分化、发育、免疫应答等。
- 疾病与可变剪接：许多疾病与可变剪接异常相关，如某些癌症、神经系统疾病等。
研究可变剪接异常可以帮助我们更好地理解疾病的发生机制，并开发相应的治疗方法。
5. 可变剪接研究的进展近年来，随着高通量测序技术和生物信息学的快速发展，可变剪接研究取得了许多重要进展。
基因可变剪接的生物学意义
基因可变剪接的生物学意义基因可变剪接是一种广泛存在于真核生物中的基因表达调控机制。
它使得一个基因可以通过剪接不同的外显子，产生多个不同的转录本和蛋白质。
这一现象的生物学意义非常重要，它不仅扩大了基因的功能潜力，还可以增加基因组的复杂度和多样性。
基因可变剪接可以增加基因功能的多样性。
通过剪接不同的外显子，一个基因可以产生多个不同的转录本，从而编码多个具有不同功能的蛋白质。
这种多样性在许多生物学过程中起着重要作用，比如细胞分化和发育过程中的基因调控。
通过选择不同的外显子组合，细胞可以产生不同的蛋白质亚型，从而适应不同的环境和功能需求。
这种基因功能的多样性为生物体的适应性演化提供了重要的基础。
基因可变剪接可以增加基因组的复杂度。
通过剪接不同的外显子，一个基因可以产生多个转录本，这些转录本可以在不同的组织和细胞类型中表达。
这种组织特异性的剪接可以增加基因组的复杂度，从而使得基因可以在不同的组织和细胞类型中发挥不同的功能。
例如，在人类基因组中，约有90%的基因存在可变剪接现象，这种复杂性使得生物体能够更加精细地调控基因表达。
基因可变剪接还可以对基因功能进行调控。
通过剪接不同的外显子，细胞可以选择性地调控基因的表达水平。
一些外显子具有调控元件的功能，它们可以通过剪接的方式参与转录调控网络，从而影响基因的表达。
这种转录后调控机制可以使得基因表达更加灵活和精细，从而适应细胞内外环境的变化。
基因可变剪接还与一些疾病的发生和发展密切相关。
许多疾病，如癌症和神经系统疾病，都与基因可变剪接异常有关。
一些研究表明，基因可变剪接的异常可以导致基因的错义剪接、缺失剪接或错位剪接，从而产生功能异常的蛋白质。
这些异常的蛋白质可能会对细胞的正常功能产生不利影响，从而导致疾病的发生和发展。
因此，研究基因可变剪接的生物学意义对于理解疾病的发生机制和寻找治疗方法具有重要的意义。
基因可变剪接是一种重要的基因表达调控机制，它可以增加基因功能的多样性，增加基因组的复杂度，调控基因的表达水平，并与一些疾病的发生和发展密切相关。
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
剪切与连接件解析PPT学习教案
1、假 设
①按照破坏可能性 ② 反映受力基本特征 ③ 简化计算
2、计算名义应力
3、确定许用应 力
F
直接试验结果
剪切与连接件的实用计算 F
第4页/共33页
第二节 剪切实用计算
1.剪切受力和变形特点 ①受力特点：外力大小相等、方向 相反、 相距很 近、垂 直于轴 线。
②变形特点：在平行外力之间的截 面，发 生相对 错动变 形。
FS 2Me / d 57.1kN
AS
bl
Mo 0：
FS
Hale Waihona Puke d 2MeFS FS 28.6MPa
AS bl
校核键的挤压强度：
Fbs FS 57.1kN
Abs hl/2
bs
Fbs Abs
Fbs (hl) / 2
95.2MPa
bs
强度满足要求。
第14页/共33页
剪切与连接件的实用计算
剪切与连接件的实用计算
10m m
F
F
①
①
FS
FS
②③
胶 缝
解：
FS
F 2
5kN
As 0.03 0.01 310 4 m2
u
FS As
5103 3104
16.7106 Pa
16.7MPa
第9页/共33页
例7-2 如图所示冲床，Fmax=400kN，冲头[σ ]＝400 MPa， 冲剪钢 板τu=36 0MPa， 设计冲 头的最 小直径 值及钢 板厚度 最大值 。
承受偏心横向荷载作用的铆钉组(图a)
P
e
P
m
O
(a)
第25页/共33页
e
P
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
剪接过程，U1结合donor site, U2结合 branch site, U4,U5,U6连结U1,U2
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：
– 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
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。
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Biblioteka 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。
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
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。
2.1 UCSC Genome Browser
Genome Browser 是美国加州大学圣克 鲁兹分校（University of California, Santa Cruz）开发的一套基因组注释浏 览工具。其特点是以基因组区域为单位 把相关注释信息整合在一个直观的界面 上。( )
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。
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 外显子跳过
切点竞争 外显子互斥
可变剪接的结果
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。
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 。
二、可变剪接的分析
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。
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 。
可变剪接示意图
可变剪接的生理意义
可变剪接与基因表达的时空性息息相关， 在不同时期，不同组织基因的表达形式 可能不同，与物种发育的不同时期对应。
可变剪接的调控与生物体的健康息息相 关，其突变可以直接导致疾病。
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。
SR 蛋白
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
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）。