1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.研究意义:RNA编辑是一种重要的转录后修饰,是一种在核糖核酸(RNA)由聚合酶生成之后其转录自脱氧核糖核酸(DNA)的核酸序列又发生碱基的插入、缺失的分子生物学过程,使得成熟的RNA不同于模板DNA序列。
进而改变氨基酸的序列、影响翻译起始密码子或终止密码子、破坏或者重新构建可变剪接的信号、影响miRNA前体加工以及成熟体的靶向功能。
1986年,Benne等在锥体虫中首次发现RNA编辑事件[1],RNA编辑在病毒、原始真核生物、脊椎动物、菌类和植物中都有发现,它可以使得编码的蛋白质具有多样性[2]。
2. 研究的基本内容和问题
1.研究目标本研究利用水稻日本晴品质丰富的RNA-seq测序数据,与参考基因组进行比对、去重、定位RNA编辑位点,整合各个样本不同组织、不同时期的数据,检测日本晴核基因中RNA编辑位点,将核基因中的RAN编辑位点水平和RNA编辑位点变异的类型进行统计分析,并且关联检测到的RNA编辑位点所在的基因,进行GO分析。
2.研究内容2.1日本晴RNA-seq数据的下载在NCBI数据库中将水稻所有的RNA-seq数据的GEO号找出来,然后将里面确定是日本晴品种的挑选出来,将数据下载到服务器上,然后将各个样本的数据的GSM号与对应的SRA号整理成表格。
2.2数据的筛选、整合按照数据号、组织、单双端、测序平台、样本数据号、样本处理的信息将数据整合,选择了包含四个组织的五组数据进行后续的分析。
3. 研究的方法与方案
1.实验方案1.1水稻日本晴RNA-seq数据下载,筛选,整理到包含四个组织的五组含有重复的数据1.2将所有数据分为paired(双端测序)、single(单端测序)数据,分别进行流程化操作1.3STAR软件比对→Picard软件去除重复→GATK软件检测变异位点1.4将得到的所有vcf文件整合,检测出RNA编辑位点,并进行实验验证1.5分析变异类型、RNA编辑水平,GO分析,以可视化的效果的展现2.可行性分析2.1本次试验知识基础牢固、方案设计可行本人已完成分子生物学、专业文献阅读、专业文献写作,已自主学习了Python语言的基本用法、Linux系统的基本操作,以及阅读了大量有关RNA编辑、高通量测序数据的处理、RNA-seq的分析流程的文献和相关的书籍,积累了一定的对于本课题的知识,而且对本课题十分感兴趣,有自己的一些想法,积极性比较高。
2.2试验与研究条件优良本实验在南京农业大学生物信息中心进行,该实验室具备研究的硬性条件,而且导师、师兄师姐们都可以在某些方面给予及时的指导,实验思路清晰,因此具备一定的可行性
4. 研究创新点
1.水稻是目前中国以及全世界范围内十分重要的粮食作物,其遗传性状和特征是备受关注的,RNA编辑对转录后的RNA进行加工和修饰使得成熟的RNA产生的蛋白质具有多样性,大大的补充和扩展了中心法则,而目前RNA编辑在水稻中的研究仅限于叶绿体和线粒体。
2.目前植物中核基因RNA编辑位点的检测核研究只在模式植物拟南芥中有研究,而在粮食作物中还没有涉及,在水稻中RNA编辑位点的检测以及GO分析具有很大的前瞻性。
5. 研究计划与进展
2016年7月-8月,搜集相关文献资料了解研究方向,回顾专业相关知识,拟定论文题目;2016年9月-10月,查找阅读相关文献资料,完成毕业论文的文献综述;2016年11月-12月,学习python等编程语言,掌握基本的生物信息学数据分析方法,在NCBI上下载所需的RNA-seq数据,熟悉熟练掌握STAR、Picard、GATK、Samtools等生信软件的使用;2018年1月-3月,完成开题报告,将筛选好的RNA-seq数据进行相关的流程分析,将最后得到的vcf文件整合,进行后续的分析,将分析结果以图形的方式展现出来;2017年4月,撰写毕业论文。
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