RNA互作组分析之利器-RNAInter

RNA及其相关互作广泛参与多种生理及病理过程，是生命活动的重要参与者。近年来随着生物技术的快速发展和不断进步，广泛开展的各种类型RNA相关互作研究迅速产出海量数据资源，如何有效地梳理并整合这些来源于不同研究的RNA相关互作数据资源、快速准确地从中查找研究所需的重要信息并加以分析，是研究人员开展RNA相关生物标记物与分子机制研究的先决条件。

2017年“小张聊科研”公众号曾经就三个与RNA相关的数据库网站进行过介绍，题目为：“从疾病、定位和机制角度研究ncRNA，怎么没早发现这三个网站？！”。而这三个网站均来源于同一个课题组，2019年该课题组对其中与RNA互作相关的RAID v2.0数据库进行了大幅度的升级和更新，新平台RNAInter（RNA Interactome Database）以RAID v2.0为蓝本，从文献及30个以上RNA相关数据库中获取总条目超过4000万条的多种类型RNA互作数据，同时结合RNA编辑、定位、修饰、靶区域、结构以及同源互作等注释信息，为使用者提供更为全面和细致的数据资源，并提供各种搜索、查询以及图形展示等功能。另外，对于并未在以往文献或数据库中报道过的RNA互作关系，则可通过平台内嵌的应用性工具在线进行文献挖掘和预测，可为使用者拓展新的研究方向提供更多参考，从而整体提升了平台数据的覆盖度与应用性。

RNA互作组数据库：RNAInter

网址：http://www.rna-society.org/rnainter/

先看一下总的数据统计情况：4132万条数据条目、154个物种……

然后是平台页面，更加整洁美观

一、查询、浏览、下载RNA互作组数据功能

1、查询（精确、模糊、批量查询）

（1）精确查询：适用但不限于使用者有明确的RNA研究目标，能够在关键词中准确输入其“Official Gene Symbol或miRBase ID”进行查询的情形，如“RUNX2，hsa-miR-34a-5p”等。使用者可根据不同要求对查询对象进行进一步的限定：RNA类别（Category：如mRNA等）、互作类型（Interaction Type：如RNA-RNA互作等）、物种（Species）等。这里的互作关系证据类型（Detection Method）与打分（Score）是平台分类和开发算法中用于评价互作关系证据支持可靠性的指标，感兴趣的同学可以看下首页文章链接中的内容进行了解。

以RUNX2在人类中的互作关系为例，可以看到共有8421个互作关系条目及对应的打分情况，打分越大越接近于1则代表其互作关系越可靠。

选择其中任意一条感兴趣的互作关系（如“DANCR-RUNX2”）查看细节信息（Detail-more），可根据页面右侧的导航栏选择想要了解的更多相关信息，包括基本信息、同源互作信息、RNA定位信息、RNA修饰信息、RNA结构信息、互作关系证据信息、参考文献信息、互作网络图以及动态表达模式等。

还可以查看平台内嵌算法预测工具PRIdictor预测的互作结合位点序列信息（内嵌工具将在后面介绍）。

详细信息中所涉及到的RNA结构（RNA Structure）、互作网络（Interaction Network）及动态表达模式（Dynamic Expression）板块是通过可视化图形进行展示的，并且提供图形下载功能。RNA结构展示的是二级结构图，使用者可自行观看和下载。互作网络提供的是“Score”打分在Top 100的互作因子之间的互作网络图（如下图），图中左侧的图例是可以选择的对象，点亮或者灰暗可以去除图中不同的点和边，并根据需要重置所有图标还原（网络图右上角小图标）；点击网络图中的边可实现该条互作在RNAInter中Detail页面的跳转。

动态表达模式（Dynamic Expression）板块提供的是RNA相关互作分子在特定生物学过程中的动态表达模式，主要涉及的是人类（或小鼠）精子发生和造血谱系定向（HSC lineage commitment）过程。右上角的四个小图标分别代表：查看RNA在不同发育阶段的表达的柱状图、还原、表达值TPM及下载当前图片。

（2） 模糊查询：适用但不限于使用者并不准确掌握RNA相关信息，或想要拓展已有研究范围的尝试性探索等情形。对于每种互作类型的输入都有相应的例子可供参考。

举例：分别选择左侧查询范围内的项目，输入“TP53”进行查询，平台会提供从RNA、蛋白质、DNA、复合物以及组蛋白修饰等多种角度（如果有）与“TP53”、及包含“TP53”字符的互作结果供使用者根据兴趣浏览和下载，查询后的细节信息与精确查询类似，就不再重复。

（3） 批量查询：适用但不限于一组分子的标准格式（Official Gene Symbol、miRBase ID等，参见网页下方“Note”提示）输入或者上传其标准格式的文件（TXT格式）进行批量查询RNA相关互作的情形。每种类型数据的输入格式都有相应的例子作为参考，输入或者上传一组分子的Symbol/Official ID需与选择的检索对象类型一致。查询后的结果仍然是以两两互作关系的方式呈现。

2、浏览

包含互作类型（Interaction Type）、互作关系证据类型（Detection Methods）与物种（Species）三种方式。

使用者可能会对“互作关系证据类型（Detection Methods）”比较迷惑，这是根据支持该RNA互作关系的文献或者数据库中使用的实验方法或者预测方法来加以分类的，其证据划分为三种等级类型：①强实验验证证据（i=s: strong experimental evidence）：如RNA免疫沉淀（RNA immunoprecipitation, RIP）等；②弱实验验证证据（i=w: weak experimental evidence）：如紫外交联免疫沉淀结合高通量测序(Crosslinking-immunprecipitationand high-throughput sequencing, CLIP-seq）等；③计算预测证据（i=p: computational prediction database）。

3、下载：平台内数据支持多途径下载，可在查询结果页面下载也可以选择专门的页面进行全面下载，完全免费开放。

二、精确查询组合实操案例

以查询Homo sapiens lncRNA MEG3 & RNA-Protein interaction & Strong Experimental Evidence & score over 0.5为例。

1、RNA互作组Detail信息展示举例：lncRNA MEG3-TF EZH2 interaction。基因基本注释信息、预测（PRIdictor）与验证（PDB/RsiteDB/RBPDB）的RNA上蛋白的靶位点信息如下：

2、同源互作对：通过RNAInter ID可跳转至同源互作对在RNAInter中的Detail页面。

3、从高通量测序数据中获取的RNA上蛋白的靶位点。

4、RNA编辑/亚细胞定位/修饰信息：鼠标点击Editing Position/Subcellular Localization/Modification Position下方文字可跳转至源数据库的Detail页面。

5、 支持互作的证据和参考文章中摘录的相关信息。

三、四个内嵌RNA互作组工具

1、 RIscoper: a tool for RNA-RNAinteraction extraction from literatures.

这是一种基于文献挖掘使用的、用以识别文中体现RNA-RNA互作关系语句的在线工具，可用于快速初选或者批量筛查文献中的RNA-RNA互作关系。使用者可选择其中一种输入方式输入相应的关键词或者上传文件，右侧配有相应输入数据的简单示例可供参考，页面下方会有相应的参数可供选择，用以界定是否严格要求语句中包含RNA名称、识别过程中的阈值以及是否只保留阳性结果等条件设置。

在结果列表中会用颜色高亮显示打分较高的句子，方便实用。

2、IntaRNA: a program for the fast and accurate prediction of interactions between two RNA molecules.

这是一个预测工具，用于预测RNA-RNA之间的互作关系。使用者可分别输入或者上传Query与Target RNA序列，结果将会返回每个Query与Target RNA序列之间可能发生互作的靶区域和可能性打分。

3、PRIdictor: Protein-RNA Interaction Predictor

预测工具，用于预测RNA-蛋白互作关系。使用者输入Protein/RNA序列，在“Example”中选择预测类型：只预测RNA上Protein的靶位点/预测RNA（Protein）在Protein（RNA）上的靶位点，结果展示中序列下方为“+”处为可能存在的靶位点。

4、DeepBind: a tool for predicting the sequence specificities of DNA- and RNA-binding proteins by deep learning.

预测工具，可通过深度学习预测DNA和RNA结合蛋白的特征序列。使用者在物种目录下选择特定的Protein，输入或者上传RNA的序列，预测结果展示查询的RNA序列与选定Protein之间结合的序列特异性。

最后，根据平台所能提供的相关资源，提供一个应用性设想供使用者参考。