Ferramentas de Bioinformática para Análise de RNA Não Codificante

A introdução aos RNAs não codificantes

Os RNAs não codificantes (ncRNAs) eram anteriormente considerados como ruídos de transcrição ou subprodutos do processamento de RNA, mas cada vez mais evidências sugerem que a maioria deles é biologicamente funcional e regula várias atividades nas células. Os ncRNAs são aproximadamente classificados em duas categorias de acordo com o comprimento da sua sequência: ncRNAs pequenos (<200 pb) e ncRNAs longos (200 pb ou mais). As categorias de ncRNA estão listadas na Tabela 1.

Tabela 1. Visão geral do ncRNA (Fu 2014).

Como mostrado na Tabela 1, os ncRNAs podem ser divididos grosso modo em duas classes: ncRNAs de manutenção e ncRNAs regulatórios. Os ncRNAs de manutenção, que incluem rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA e TR, são considerados "constitutivos" uma vez que são expressos de forma ubíqua em todos os tipos de células e oferecem funções essenciais aos organismos. Os ncRNAs regulatórios, que incluem miRNA, endo-siRNA, rasiRNA, piRNA, eRNA, PATs e lncRNA, têm recebido uma atenção crescente da comunidade de pesquisa devido à sua função regulatória na expressão gênica, impressão e epigenética. RNA-seq é uma técnica avançada para ilustrar as espécies de ncRNA. Aqui, fizemos um resumo das ferramentas de bioinformática para análise de ncRNA com dados de NGS.

Figura 1. ncRNAs como partes integradas da rede genética (Fu 2014).

As pequenas RNAs desempenham um papel crucial na regulação transcricional e são essenciais para compreender totalmente todo o cenário da regulação transcricional. Os seus perfis de expressão aberrantes são considerados associados a disfunções celulares e doenças. Portanto, muitas pesquisas estão focadas na deteção, previsão ou quantificação da expressão de pequenas RNAs, particularmente miRNAs, para melhor compreender a saúde e a doença humanas. As ferramentas computacionais disponíveis para sequenciação de RNA pequeno os dados estão resumidos na Tabela 2.

Tabela 2. Ferramentas computacionais para análise de pequenos ncRNA

Deteção de RNA circular

CircRNAs são um novo tipo de RNA que formam um laço contínuo fechado covalentemente. A maioria deles é gerada a partir de sequências exónicas ou intrónicas, e proteínas ligadoras de RNA (RBPs) ou sequências complementares reversas são necessárias para a sua biogénese. Os circRNAs são maioritariamente conservados e funcionam como esponjas de miRNA, reguladores de splicing e transcrição, ou modificadores da expressão do gene parental. Evidências crescentes sugerem a importância potencial dos circRNAs em doenças humanas, como a doença vascular aterosclerótica, distúrbios neurológicos e câncer. Entre todas as ferramentas apresentadas para a deteção de circRNAs, CIRI, CIRCexplorer e KNIFE exibem um desempenho equilibrado entre precisão e sensibilidade. As ferramentas computacionais disponíveis para sequenciação de circRNA os dados estão resumidos na Tabela 2.

Tabela 3. Ferramentas computacionais para deteção de RNA circular.

Investigação de LncRNA

LncRNA é um tipo de RNA não codificante com mais de 200 nucleotídeos, como lincRNAs e macroRNAs. Os lncRNAs funcionam como uma plataforma para a interação com mRNA, miRNA ou proteína. Eles emergiram como reguladores vitais em diversos aspectos da biologia, incluindo regulação transcricional, regulação pós-transcricional e remodelação da cromatina. Pesquisas crescentes sugerem que a expressão desregulada de lncRNAs contribui para a iniciação, crescimento e metástase de tumores. Assim, os lncRNAs tornam-se um alvo promissor para o diagnóstico e terapia do câncer. A combinação de sequenciação de lncRNA e ferramentas computacionais combinadas são uma abordagem poderosa para este propósito.

Tabela 4. Ferramentas computacionais para investigação de lncRNA.

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