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2018年科研进展

健康大数据研究中心在 Nucleic Acids Research 发表辅助piRNA功能研究的数据库(piRBase)

发布时间:2018年10月31日

  2018年10月29日,Nucleic Acids Research 在线发表了中科院生物物理所健康大数据研究中心题目为“piRBase: a comprehensive database of piRNA sequences”的论文,发布了最新版的piRBase (piRBase release v2.0)。piRNA (PIWI-interacting RNAs) 是一类长度约为24~31 nt的非编码小RNA,通过特异性地与PIWI蛋白结合而发挥生物学作用。piRNA主要在生殖细胞系中表达,其数量众多,因此引起了众多科研人员的广泛关注。piRNA的发现为非编码小RNA的研究开辟了一个新领域,被Science评为2006年十大科技进展之一。自piRNA被发现以来,对其研究进展迅速,现已发现其在生殖干细胞分化、胚胎发育、维持基因组完整性、表观遗传学调控、异染色质的形成和物种的性别决定等方面起着重要作用,此外在抑制转座子转录和基因转录后调控中也扮演重要角色,并且越来越多的研究表明在癌症组织中piRNA的表达也不尽相同。piRBase是一个整合了不同类型的piRNA数据来辅助piRNA功能研究的数据库。该数据库对相关数据进行了收集、注释、可视化,将有助于更好地研究piRNA的功能。

  何顺民研究员与其合作者在2014年发布了piRBase数据库的第一个版本(Database (Oxford),2014)。piRBases数据库是国际RNA联盟RNAcentral收录的唯一一个piRNA专业数据库。之后,他们又系统的发现了piRNA对编码基因的剪切调控作用(Cell Research,2015),并开发了piRNA靶基因预测算法(Bioinformatics, 2016)。基于这些工作成果,本次piRBase升级既包括原有模块新数据的收录,又涉及到新模块的添加以扩展piRBase的综合性和全面性。最新版piRBase中piRNA的数量达到了1.7亿多条,覆盖了21个物种的264个数据集,是目前数据量最大最全的piRNA数据库。鉴于piRNA的功能多样性,piRBase根据其来源将piRNA划分为重复序列来源和基因来源两大类;在piRNA靶基因模块中除了添加了新收集的piRNA的靶基因,他们还根据自己研发的预测方法对piRNA的靶lncRNA进行了预测并在piRBase中进行了收录展示为相关研究人员提供可靠的候选靶基因;piRBase进一步对piRNA相关的表观遗传数据进行了收集整理旨在推进piRNA和表观遗传调控之间的研究。此次升级主要新增piRNA与癌症以及在线工具两个模块。piRNA与癌症模块收录了8种癌症中piRNA的表达情况来辅助癌症相关的研究;本次更新还提供了多个在线工具可以为用户提供更好的体验。piRBase中所有相关数据都可以通过piRBase (http://regulatoryrna.org/database/piRNA/) 网站的UCSC genome browser进行可视化。

  piRBase的此次更新工作主要由金沙集团1862cc健康大数据研究中心(http://bigdata.ibp.ac.cn)完成。该研究中心于2015年5月成立,陈润生院士任中心主任,何顺民研究员任中心常务副主任。中心主要针对生物组学大数据进行整合挖掘分析研究,并辅以开发组学研究分析的新技术,力求打造围绕国家精准医学和重要战略生物资源的组学数据存储、应用和共享的公共技术支撑体系。经过近三年运行,中心发展迅速,已完成测序平台、计算集群和数据存储平台、多组学生命数据分析平台和数据共享平台的建设。

  金沙集团1862cc陈润生院士、何顺民研究员为本文共同通讯作者。金沙集团1862cc健康大数据研究中心王佳佳、张鹏副研究员和路一平为本文并列第一作者。

  该文章获得国家重点研发项目[2016YFC0901702]、国家自然科学基金[31871294]的资助。

  文章链接: https://doi.org/10.1093/nar/gky1043

piRBase website :http://regulatoryrna.org/database/piRNA/

  相关文献:

  Yuan, J., Zhang, P., Cui, Y., Wang, J., Skogerbo, G., Huang, D.W., Chen, R., and He, S. (2016). Computational identification of piRNA targets on mouse mRNAs. Bioinformatics 32, 1170-1177.

  Zhang, P., Kang, J.Y., Gou, L.T., Wang, J., Xue, Y., Skogerboe, G., Dai, P., Huang, D.W., Chen, R., Fu, X.D., et al. (2015). MIWI and piRNA-mediated cleavage of messenger RNAs in mouse testes. Cell research 25, 193-207.

  Zhang, P., Si, X., Skogerbo, G., Wang, J., Cui, D., Li, Y., Sun, X., Liu, L., Sun, B., Chen, R., et al. (2014). piRBase: a web resource assisting piRNA functional study. Database (Oxford) 2014, bau110.

 

(供稿:健康大数据研究中心)

 

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