Discovering regulatory non-coding RNA interactions

Ökaryotik transkriptomların büyük çoğunluğu, proteinlere çevrilmeyen kodlayıcı olmayan RNA'ları (ncRNA'lar) içerir. NcRNA'ların fonksiyonel rolleri hakkında biriken bilgilere rağmen, ncRNA'ların üstlenebileceği tüm moleküler fonksiyon spektrumunu ve bunları nasıl başarabileceklerini anlamaktan hala uzağız. Bu tez çalışmasında ncRNA'lar arasındaki etkileşimleri keşfetmek için hesaplamalı yöntemler ve bu etkileşimleri fonksiyonel olarak analiz etmek için araçlar geliştiriyoruz. Tezin ilk bölümünde, kodlayıcı olmayan uzun RNA (lncRNA) aracılı sünger etkileşimlerini keşfetmek için bütüncül bir yaklaşım sunuyoruz. LncRNA'lar, mikroRNA'lara (miRNA'lara) el koyarak mRNA'ların ekspresyon seviyelerini dolaylı olarak düzenleyebilirler ve miRNA süngeri gibi davranabilirler. Hasta gen ekspresyon profillerinde kısmi korelasyon analizi veçekirdek bağımsızlık testleri yapıyoruz ve miRNA hedef bilgisi ile aday etkileşimlerini daha da geliştiriyoruz. Bu yaklaşımı meme kanseri alt tiplerine özgü sünger etkileşimlerini bulmak için kullanıyoruz. Birden fazla alt tipte ortak süngerleri bulmamıza rağmen, yüksek prognostik potansiyeli olan farklı alt tip-spesifik etkileşimler olduğunu da görüyoruz. İkincisi, sinerjik olarak etkili miRNAçiftlerini tanımlamak için bir yöntem geliştiriyoruz. Bu çiftler ayrı ayrı hareket ettiklerinde hedef mRNA üzerinde zayıf bir baskıya sahiptirler veya hiç baskı yapmazlar, ancak birlikte olduklarında hedef gen ifadelerinin kuvvetli bir şekilde baskılanmasına neden olurlar. Parametrik olmayançekirdek bazlı etkileşim testleri kullanarak RNA üçüzlerinin kombinasyonlarını test ediyoruz. Test edilecek üçüzleri oluştururken, miRNA'lar ve mRNA arasındaki hedef tahminleri göz önünde bulunduruyoruz. Yaklaşımımızı böbrek tümör örneklerine uygularız. Keşfedilen üçlülerin, aralarındaki fonksiyonel bir ilişki veya böbrek tümörleriyle olan ilgileri hakkındaçeşitli biyolojik kanıtlar vardır. Tezin üçüncü bölümünde, biyolojik işlemlerde kritik düzenleyici roller oynadıkları halde hala pekçoğunun fonksiyonel özellikleri bilinmeyen kodlayıcı olmayan RNA'ların fonksiyonel zenginleştirme analizine odaklandık. Bu problem, ilginç bir ncRNA setinin fonksiyonel bir bağlamda analiz edilmesi gerektiğinde bir meydan okuma sunar. Biz de bu amaçla, belirli bir ncRNA kümesi için gen yakınlığına bağlı zenginleştirme analizi yapan bir yöntem geliştiriyoruz. Zenginleştirme, girilen ncRNA'lara yakın olan mRNA genlerinin fonksiyonel açıklamaları kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yöntemin ilginç ncRNA'ların bir listesinin işlevsel önemine dair bir içgörü kazanmada nasıl kullanılabileceğini göstermek için, kanser ve psikiyatrik bozuklukların veri setleri hakkında farklı biyolojik sorular ele alıyoruz. Ayrıca, 28 farklı tipteki kanseri, bozulan ve değiştirilmiş lncRNA ekspresyonuna bağlı moleküler işlemler açısından analiz ediyoruz. Burada geliştirilen yöntemlerin, ncRNA'ların fonksiyonel rollerini aydınlatmaya yardımcı olacağını ve ncRNA'lara dayanan tedavilerin geliştirilmesine yardımcı olacağını umuyoruz.