怎么使用IRESfinder分析環(huán)狀RNA的蛋白編碼潛能

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真核生物mRNA的5’ 帽子結(jié)構(gòu)可以介導(dǎo)核糖體的結(jié)合,從而開啟翻譯過程,circRNA由于是一個(gè)閉合的環(huán)狀結(jié)構(gòu),缺失了5’端帽子結(jié)構(gòu),所以歸類為非編碼RNA的一種。

隨著環(huán)狀RNA研究的深入,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)部分環(huán)狀RNA可以編碼蛋白。除了常見的5’帽子結(jié)構(gòu)介導(dǎo)核糖體結(jié)合外,還存在了一種特殊情況,在一些基因上存在一段長度在150-250bp的序列,這些序列能夠折疊成類似tRNA的結(jié)構(gòu),介導(dǎo)核糖體與RNA結(jié)合,起始蛋白質(zhì)的翻譯。這樣的位點(diǎn)稱之為內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)序列,Internal ribosome entry site, 簡稱IRES。

能夠編碼蛋白的環(huán)狀RNA上就是通過IRES來實(shí)現(xiàn)翻譯過程的,為例研究環(huán)狀RNA的蛋白編碼潛能,有學(xué)者開發(fā)了識(shí)別IRES的軟件,IRESfinder就是這樣一款軟件,用于識(shí)別真核生物的IRES位點(diǎn)。

利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過的583個(gè)人類的IRES序列,挑選了19個(gè)kmer用于區(qū)分IRES和非IRES的序列,在論文中,給出了測試數(shù)據(jù)集中二種序列的kmer分布

怎么使用IRESfinder分析環(huán)狀RNA的蛋白編碼潛能

在上圖中,只包含了18個(gè)kmer,另外還有一個(gè)kmer是T,可以看到在IRES和非IRES序列之間,這些kmer的頻率分布是有差異的。

軟件采用Python進(jìn)行開發(fā),基本用法如下

python IRESfinder.py -f circRNA.fa -o IRES.out.xls

-f參數(shù)指定輸入的fasta格式的序列,-o參數(shù)指定輸出的結(jié)果文件。輸出文件的內(nèi)容示意如下

ID Index Score
hsa_circ_0018046 IRES 0.817344005
hsa_circ_0039868 IRES 0.795083668
hsa_circ_0089160 IRES 0.53322605
hsa_circ_0048972 IRES 0.784080068
hsa_circ_0018658 IRES 0.745230164
hsa_circ_0067857 IRES 0.704497116
hsa_circ_0019137 IRES 0.742607966
hsa_circ_0063162 IRES 0.738372532
hsa_circ_0087609 IRES 0.793042932
hsa_circ_0006254 IRES 0.64587644

通過這個(gè)軟件,可以快速分析得到RNA上的IRES序列信息,不過軟件的結(jié)果中假陽性肯定是很高的,后續(xù)還要通過實(shí)驗(yàn)手段來驗(yàn)證。

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