基于高通量RNA测序数据的人转录组RNA编辑的研究的任务书.docx

基于高通量RNA测序数据的人转录组RNA编辑的研究的任务书
一、研究背景与意义
RNA编辑是一种常见的转录后修饰，它通过转录后的酶催化作用，将RNA分子中的核苷酸进行更换或剪切处理，形成具有不同功能和调控的RNA分子。RNA编辑对于生物体的生长发育、生理功能、适应环境等方面均有重要影响，同时也在研究神经退化性疾病和癌症治疗等方面具有潜在价值。
高通量RNA测序技术的发展，为研究人类转录组RNA编辑提供了更高效、准确的手段，可以基于转录组的全面、系统性分析，探究RNA编辑与疾病、环境等因素之间的关联、原因和机制，有助于深入了解人类转录组的复杂功能模式。
二、研究内容与目标
本研究旨在利用高通量RNA测序技术，对多个样本（包括正常组织、癌症组织、神经退行性疾病患者等）的转录组进行测序，利用生物信息学方法，探究人类转录组RNA编辑的普遍性、活跃性、基因特异性等特征，以及RNA编辑和疾病、环境等因素之间的相关性，实现以下研究目标：
1、构建RNA库：根据研究内容的需要，选择不同的实验样本，提取总RNA并进行反转录、文库构建等实验操作，以获得高质量的RNA样品库。
2、测序分析：将RNA样本库进行高通量测序，获得大量的序列数据，并通过数据质控、数据预处理等步骤，对数据进行初步的统计和分析。
3、分析RNA编辑位点：基于RNA测序数据和生物信息学方法，对转录组中存在的RNA编辑位点进行鉴定、定量、定位等处理，同时考虑RNA编辑的类型、频率、位置等信息，从细胞、分子、基因等不同级别探究RNA编辑的规律和差异。
4、RNA编辑特征的分析：通过统计分析RNA编辑在基因水平上的特征和分布，如富集分析、通路分析、GO、KEGG等功能富集分析，探究RNA编辑对于基因表达、信号通路、生理生化等方面的影响。
5、RNA编辑与疾病、环境因素的相关性研究：根据样本的临床信息、病理特征等，结合RNA编辑的信息，探究RNA编辑与疾病、环境因素之间的相关性和作用机制。
三、研究方法与步骤
1、RNA样品准备：挑选不同组织、不同状态下的样本进行总RNA提取、纯化、质量评估等操作，保存于-80℃冰箱中备用。
2、文库构建和测序：对样本RNA进行反转录、二次PCR扩增、DNA纯化等操作，构建RNA文库并进行高通量测序（IlluminaHiSeq2500等），获得原始RNA测序数据。
3、数据预处理和质控：对原始测序数据进行质量控制、序列过滤、去除低质量序列、去除接头序列等处理，保证后续分析所需的高质量可靠数据。
4、RNA编辑位点检测：基于生物信息学方法，将质控后的RNA测序数据与参考基因组比对，利用工具软件如GATK等检测、鉴定RNA编辑位点，并根据RNA编辑类型、位置、频率等信息进行特征分析。
5、RNA编辑位点统计分析：统计分析RNA编辑位点在不同样本之间的共同和差异点，探究RNA编辑的活跃性、特异性等指标，利用DAVID、KEGG等软件进行RNA编辑位点富集分析和绘制通路图。
6、RNA编辑分布特征分析：将RNA编辑信息与基因注释数据结合，分析RNA编辑在基因水平上的分布和特征，如剪切、剪接、翻译后修饰等。
7、RNA编辑与疾病、环境因素相关性分析：将RNA编辑位点信息与样本的临床、病理等信息进行匹配，建立RNA编辑与疾病、环境因素之间的相关性模型，探讨相关性和作用机制。
四、研究预期结果与贡献
1、本研究将系统性分析人类转录组的RNA编辑位点、特征和分布，揭示RNA编辑的整体特性和动态变化规律，为深入了解细胞、分子、基因等细节层面的转录调控机制提供数据支持。
2、本研究将比较分析RNA编辑在正常组织、癌症组织、神经退行性疾病等不同状态下的差异和变化，进一步探究RNA编辑和疾病等因素之间的联系和机制，为疾病的诊断、治疗和预防提供参考。
3、本研究将引领RNA编辑与高通量测序技术的融合发展，推动RNA编辑研究从现有单基因和单位点水平向全基因组、全样本的精细化研究转变，对于促进转化医学和基础医学的交叉合作也具有重要作用。