Automatická anotace nekódujících RNA

Abstract

Tato práce se zaměřuje na aplikaci metod pro automatizovanou funkční anotaci nekódujících RNA (ncRNA), konkrétně PIWI-interagujících RNA (piRNA). Hlavním cílem těchto metod je přiřadit dosud neprozkoumané piRNA správné biologické funkce. Data genové exprese a sekvenční data byla využita ke konstrukci interakčního grafu mezi piRNA, transpozony a geny. Anotace genů jsou známé, k propagaci anotací od genů k piRNA byla využita metoda náhodných procházek s restartem a obecný princip 'guilt by association'. Přidělení funkční anotace (GO term) bylo posouzeno na základě výsledků permutačních testů. Funkčnost metody byla ověřována v konkrétní doméně myelodysplastického syndromu (MDS). Úspěšnost metody byla vyhodnocována podílem termů genové ontologie (GO) souvisejících s MDS vůči počtu všech přiřazených GO termů, jelikož v současné době neexistuje dostupná databáze obsahující správné přiřazení funkčních anotací k jednotlivým piRNA. Bylo prokázáno, že piRNA vykazující výraznější rozdíly v úrovních exprese mezi skupinami pacientů s MDS a zdravými kontrolami byly spojeny s větším podílem funkčních anotací souvisejících s MDS.

This study focuses on the application of methods for the automated functional annotation of non-coding RNAs (ncRNAs), with particular focus on PIWI-interacting RNA (piRNA). The primary aim of these methods is to assign previously unexplored piRNAs to their correct biological functions. An interaction network between piRNAs, transposons, and genes was constructed using gene expression data and sequence data. Gene annotations are known, and the method of random walks with restart and the general principle of guilt by association has been used to promote the annotation from genes to piRNA. The functionality of the method was validated in the specific domain of myelodysplastic syndrome (MDS). The success of the method was measured by the proportion of MDS-related gene ontology (GO) terms to the number of all assigned GO terms, as there is currently no available database containing the correct assignment of functional annotations to individual piRNAs. It was shown that piRNAs showing more significant differences in the expression levels between groups of patients with MDS and healthy controls were associated with a greater proportion of functional annotations related to MDS.