选择性多聚腺苷化的分析可视化平台构建的中期报告一、研究背景RNA修饰是指在RNA分子中加入化学基团或是切除RNA分子中的碱基等行为，从而改变RNA分子的结构和生物学功能等。随着对RNA修饰在调控基因表达、维持基因组稳定性等方面作用的研究深入，越来越多的RNA修饰种类被发现，如N6-methyladenosine(m6A)、N1-methyladenosine(m1A)等。其中，N6-甲基腺嘌呤(m6A)是人体内最流行和研究较深入的RNA修饰形式之一，其在RNA降解、翻译等过程中起着重要的调控作用。随着高通量测序技术的应用，RNA修饰分析逐渐成为热点领域之一。一种重要的RNA修饰分析方法是选择性多聚腺苷化(RNA-seq)。该方法利用腺苷转换酶将RNA分子末端加入一个大量腺苷酸，从而减少RNA降解等非特异性因素对RNA修饰的影响。目前，在不同组织或不同时期的细胞中，选择性多聚腺苷化的RNA测序分析技术已被广泛应用，为研究RNA修饰与基因表达、疾病等方面的关系提供了重要支持。然而，目前仍需要完善选择性多聚腺苷化的RNA测序分析平台，加速RNA修饰在疾病诊断和治疗等方面的应用。本研究旨在构建一个选择性多聚腺苷化的RNA测序分析平台，并提供多元化的分析可视化工具，为RNA修饰分析领域的进一步研究提供支持。二、研究目标本研究旨在完成以下目标：1.通过选择性多聚腺苷化的RNA测序分析技术，对各种样本（组织、细胞等）进行RNA修饰水平的分析，并结合基因表达数据探究其相互关系。2.构建一个选择性多聚腺苷化的RNA测序分析平台，提供界面友好的分析流程，并实现数据的统一管理。3.开发多元化的分析可视化工具，展示RNA修饰水平与基因表达、疾病等方面的相关结果。4.以不同生物系统的RNA修饰数据为例，利用本研究构建的平台进行分析，并与已有分析平台进行对比和验证。三、研究内容本研究主要包括以下几方面内容：1.数据预处理在数据预处理方面，我们将构建数据处理流程，包括数据格式的标准化、质量控制、去除低质量reads、剪接后扣除单一外显子、去除污染序列、比对到参考基因组等步骤。2.RNA-seq数据分析在RNA-seq数据分析方面，我们将运用常见的算法和工具如TopHat、STAR等实现reads的比对和转录本的拼接，并利用Cufflinks等软件进行基因表达和可变剪接分析，同时结合RSEM、DESeq2等工具对基因表达量和差异表达进行计算和分析。3.RNA-seq数据中的RNA修饰分析在RNA-seq数据中的RNA修饰分析方面，该研究将利用MeRIP-Seq等技术以及Rpackage如exomePeak、MethylSeekR等进行对reads的富集分析，同时结合HOMER、BEDTools等工具对修饰区域进行注释、差异分析等研究。4.分析平台构建在分析平台构建方面，该研究将应用基于前端框架的界面设计，开发一个方便用户使用的RNA-seq和RNA分析平台。针对该平台设计的分析流程，用户可根据自身需求快速上传、处理和分析RNA-seq或RNA数据，同时也可以灵活的对平台功能和分析流程进行自定义和扩展。5.分析可视化工具在分析可视化工具方面，该研究将利用基于R的辅助可视化软件，用于展示RNA修饰数据与基因表达量等相关研究结果。主要包括不同样本RNA修饰数据的热图展示、基因表达量与RNA修饰水平相关性的散点图展示、不同组织、不同实验条件下RNA修饰数据的PCA、Heatmap展示等。四、预期成果1.完成选择性多聚腺苷化的RNA测序分析平台，并开发多元化的分析可视化工具。2.用多个案例对本研究平台进行测试，并进行分析平台和结果的比较和验证。3.所开发的RNA-seq分析平台和分析可视化工具在实际应用中得到较广泛的运用，促进RNA修饰分析领域的进一步研究和发展。