生物医学大数据解读和分析——构建miRNA-mRNA网络(番外篇)

弗雷赛斯

freescience

Freescience由浙江大学医学院几个硕博士发起创建，旨在最广泛分享有价值的科研技能和知识；FreeScience的宗旨：“科学自由分享、人人平等，共求真理”。

近期有许多小伙伴遇到miRNA预测靶基因的问题，这期将介绍一个构建miRNA-mRNA调控网络的小工具。

miRNA是近年来研究的热点，掌握miRNA数据库，不仅有利于研究，同时也能够极大地节省科研时间。

以下是目前网上搜罗的一些数据库，相信不少小伙伴都会用到，但同时也有许多不方便的问题，比如，搜索或下载受限，数据库取交集，网站服务器更新，预测信息冗余。

本期介绍的工具不仅是解决了以上问题，还能做出高大上的miRNA-mRNA网络图，是不是很心动呢？

1、starBase

一个高通量实验数据CLIP-Seq（或称为HITS-CLIP,PAR-CLIP,iCLIP）和mRNA降解组测序数据支持的microRNA靶标数据库,包含了miRNA-mRNA，miRNA-lncRNA，miRNA-circRNA，miRNA-ceRNA 和RNA-protein等的调控关系。整合和构建多个流行的靶标预测软件的交集和调控关系。
网址：http://starbase./

2、miRbase

众所周知的microRNA基因注释数据库。目前miRBase只提供了microRNA的靶标的预测软件的链接（如：PicTar）。
网址：http:///index.shtml

3、ChIPBase

整合CLIP-Seq和ChIP-Seq的数据探讨microRNA的转录和转录后调控，构建转录因子->microRNA->靶标的调控网络。
网址：http://deepbase./chipbase/

4、Tarbase

一个收集已被实验验证的microRNA靶标数据库。
网址：http:///tarbase/

5、miRecords

一个整合的microRNA靶标数据库。整合多个靶标预测软件的调控关系。
网址：http://mirecords./

6、targetScan

基于靶mRNA序列的进化保守等特征搜寻动物的microRNA靶基因。是预测microRNA靶标假阳性率较低的软件。而且是microRNA领域大牛Bartel实验室开发的。网址：http://www./

7、PicTar

基于microRNA或microRNA靶标联合作用等特征开发的搜寻动物的microRNA靶基因。假阳性率也较低。是microRNA领域大牛Rajewsky实验室开发的。

网址：http://pictar./

8、PITA

基于靶位点的可接性和自由能预测microRNA的靶标。是著名的生物信息学家Segal实验室开发的。
网址：http://genie./pubs/mir07/mir07_data.html/

9、RNA22

基于序列特征预测microRNA的结合位点。是几个流行的microRNA靶标预测软件的其中一个。IBM公司的研究团队开发的。
网址：http://cbcsrv.watson.ibm.com/rna22.html/

10、miRanda和microRNA.org

是著名的MemorialSloan-Kettering 癌症研究中心的研究人员开发的软件和数据库。miRanda的最新版本又叫mirSVR。
网址：http://www./microrna/home.do/

11、MicroCosm

EMBL-EBI的Enright 实验室开发的microRNA靶标数据库。
网址：http://www./enright-srv/microcosm/htdocs/targets/v5/

12、miRTarBase

整合实验证实的microRNA靶标的数据库。
网址：http://mirtarbase.mbc./index.html/

13、miRGator v2.0

整合microRNA表达、靶标和疾病相关信息的数据库。
网址：http://mirgator.kobic.:8080/MEXWebApp/

14、MiRNAMap

动物的microRNA基因及其靶标的数据库。
网址：http://mirnamap.mbc./

15、miRDB

动物microRNA靶标预测和功能注释数据库。
网址：http:///miRDB/

16、RNAhybrid

一个基于miRNA-target配对自由能预测microRNA的靶标。
网址：http://bibiserv.techfak./

17、miRGen

microRNA基因和microRNA靶标数据库。
网址：http://www.diana.pcbi./miRGen.html/

18、mirwalk2

整合多个以上microRNA数据库（mirwalk2相关tips点这里）。
http://www.umm./apps/zmf/mirwalk/

开始详细操作流程了：

1. 下载Cytoscape，http://www.。

下载与操作系统匹配的版本（支持Mac OS X、Windows 64bit、Linux），下载后安装过程与常规软件相同。

2. 在Cytoscape中下载CyTargetLinker。

4. 安装完毕后，下载miRNA数据库。

http://projects.bigcat./cytargetlinker/regins/

5. 解压下载文件hsa-regins。

6. 输入数据，新建txt文件。可以输入基因名称或miRNA名称，或者共同输入。

输入基因和miRNA个数不受限。

这里我们以TP53和miR-150为例，预测 TP53和miR-150是否存在调节关系，同时探索其他TP53的靶基因或者miR-150调控的基因。

7. 打开Cytoscape，导入 txt文件。

8. 导入后选择高级选项。

9. 勾选掉如下图的选项。

10. 单击如图column1和source node，后选择ok。

11. 忽略以下提示，选择是，即可。

12. 如下图，导入成功。

13. 点击安装CyTargetLinker中的拓展网络。

14. 加载数据库，即下载的hsa-regins文件，点击ok。

15. 勾选掉不是miRNA的数据库。

16. 等待运行结果。

17. 出现以下如图结果，即运行成功。

18. 重新布局。点击如图选项，重新布局。

19. 据库来源，p值，实验支持的类型，文献来源pmid号。

20. 选取高质量的预测信息。

在进行miRNA靶基因预测时往往会得到大量的预测信息，我们根据是否实验支持，文献报道，p值高低来缩减我们研究范围。

这里只选取实验支持的结果来构建网络。

21. 在edge table中选择好要实验支持的edge，点击如下图的选项。

22. 构建高信度的网络。

点击如图的选项。

23. 生成了原网络的高信度的miRNA-mRNA子网络。

FS数据挖掘主编

赵忻艺，将大数据应用于医学科研，主要包括临床医学数据的挖掘、收集、整理和利用（标准化和科学化的数据库），医学分子大数据的整理、利用及研究（基因、蛋白及代谢）。特别针对肿瘤个体化的基因测序和数据快速处理，寻找个体化的分子标志物、药物靶标和治疗方案。目前，已建立浙大大数据挖掘团队，旨在降低研究者学习大数据的门槛，推动大数据共享与研究协作，发表更高质量的研究成果，为科研决策提供精准的预测和实验证据。