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病毒编码miRNA预测与宿主互作机制研究：通过整合izMiR、NeRNA和miRFinder算法，系统预测了西尼罗病毒（WNV）编码的833个pre-miRNA候选结构，结合宿主转录组数据筛选出高置信度miRNA，并构建竞争内源性RNA网络揭示其在先天性免疫、GPCR信号传导及病毒复制的调控作用。
Mehmet Emin Orhan|Altay Nida Erginko?|Mü?erref Duygu Sa?ar Demirci
阿卜杜拉·古尔大学（Abdullah Gül University），工程与科学研究生院，生物工程系，凯塞里（Kayseri），土耳其
摘要
西尼罗河病毒（West Nile Virus，WNV）是一种通过蚊子传播的黄病毒，与严重的神经侵袭性疾病有关。尽管宿主和媒介微小RNA（miRNAs）已被认为与病毒感染有关，但WNV编码的miRNAs的存在及其功能相关性仍很大程度上未被探索。在此，我们开发了一种综合生物信息学流程，该流程结合了多种miRNA预测算法、二级结构筛选和宿主转录组数据，以识别高置信度的WNV衍生成熟miRNAs。基于重叠的置信度评分以及来自RNA-seq数据集的差异表达分析，优先筛选出一小部分可能在感染相关基因调控中起作用的miRNA-mRNA相互作用。通过预测的mRNA、lncRNA和circRNA目标构建的竞争性内源性RNA网络，突出了涉及先天免疫、GPCR和Wnt信号通路、RNA降解以及病毒复制的途径。这些发现共同提供了一个可重复的计算工作流程，并提出了可供未来实验验证的调控相互作用候选对象。
章节摘录
引言
西尼罗河病毒（WNV）是一种属于黄病毒科（Flaviviridae）的脂质包膜病毒，具有单链正链RNA基因组（Lahooti等人，2021年）。该病毒最初于1937年在乌干达西部被发现，历史上被归类为一种次要的传染性病原体（Habarugira等人，2020年）。然而，随着时间的推移，它表现出多种致病特征，包括主要影响中枢神经系统的神经侵袭性病例（Sejvar，2016年）。其主要传播途径...
材料与方法
分析采用了三阶段工作流程，如图1所示。在第一阶段，利用机器学习算法（特别是NeRNA和izMiR）处理从WNV基因组中提取的序列片段，以识别潜在的pre-miRNA候选物。我们的框架有意优先考虑那些具有与宿主miRNAs相似特征的病毒候选物，因为与宿主的调控相互作用需要与细胞RNA兼容...
miRNA预测
在这项研究中，我们建立了一个全面的计算流程，用于识别和功能表征潜在的WNV编码miRNAs及其与人类转录本的相互作用。首先，对WNV的完整基因组进行片段化处理，并使用izMiR和NeRNA框架预测pre-miRNA结构，然后根据结构特征和机器学习共识评分进一步筛选。这一过程共产生了833个潜在的pre-miRNA发夹结构。
讨论
本研究采用了一种综合的计算方法，用于识别源自西尼罗河病毒（WNV）的潜在微小RNA（miRNAs）并评估它们对人类基因和细胞代谢的影响。结果表明，WNV不仅能够影响蛋白质编码基因，还能通过长链非编码RNA（lncRNAs）和环状RNA（circRNAs）影响各种细胞过程。进一步分析显示，这些潜在的WNV miRNAs可能靶向参与关键细胞过程的基因...
局限性
虽然本研究为WNV编码的成熟miRNAs及其潜在的宿主基因相互作用提供了一个全面的体外预测框架，但仍有几个方面需要进一步研究以加强生物学解释。预测的miRNAs尚未通过实验验证；因此，需要使用RT-qPCR、Northern印迹或荧光素酶检测等技术在相关宿主细胞（例如人类神经元或内皮细胞模型）中确认它们的表达和功能作用...
结论
通过对其基因组的广泛计算分析，本研究识别出了可能由病毒编码的miRNAs及其与人类基因的潜在相互作用。利用izMiR、NeRNA和miRFinder算法，从多种数据源中筛选出了高置信度的候选miRNAs和ceRNA网络。这些结果表明，WNV可能通过复杂的RNA-蛋白质相互作用调节宿主的免疫系统和细胞稳态...
未引用的参考文献
(Rokach, Maimon (无日期))
CRediT作者贡献声明
Mü?erref Duygu Sa?ar Demirci：撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、软件开发、资源管理、项目管理、方法论、实验设计、数据分析、概念化。Altay Nida Erginko?：撰写 – 原始草稿、数据可视化、验证、方法论、实验设计、资金获取、数据分析。Mehmet Emin Orhan：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原始草稿、数据可视化、验证、软件开发、方法论、实验设计、数据分析
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能会影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK）在2209-A资助计划下的支持，该计划授予了A.N.E.
