研究提出环形RNA内部序列结构可视化新方法

近期，中国科学院北京生命科学研究院赵方庆团队于Bioinformatics 杂志上在线刊发了题为Visualization of circular RNAs and their internal splicing events from transcriptomic data 的研究。该研究主要开发了环形RNA的可视化工具——CIRI-vis，具有将CIRI-AS或CIRI-Full的输出结果可视化，且可以批量展示环形RNA上的读段信息与内部结构的优势。环形RNA是一类广泛存在于真核生物中的分子，其独特的5’-3’反向剪接特征成为绝大多数环形RNA识别工具的靶点。随着算法的进步，对环形RNA的识别从反向剪接位点的识别发展到内部序列的识别，研究者们发现可变剪接现象在环形RNA中普遍存在。这个情况表明，环形RNA的分析应与线性RNA一样，需要将其内部的所有剪接产物的结构与相对丰度考虑在内。过去的研究只验证了少数环形RNA的功能，并且发现环形RNA的功能都与其独特的结构有关，这表明只有将环形RNA的分析提升到剪切产物结构的水平才能准确地预测环形RNA的功能。因此对环形RNA内部结构的直观展示将有利于研究者们筛选出有潜在功能的环形RNA剪接产物，推动环形RNA研究领域的发展。CIRI-vis是赵方庆团队所开发的环形RNA预测流程——CIRI系列的一环，该方法用java语言编写，可以在安装有java虚拟机的平台上运行。其主要功能是将CIRI-AS与CIRI-Full所输出的文本文件进行归纳，将环形RNA上的读段信息进行重新整合后再将其进行图形化展示，储存在svg/pdf格式的文件中。它是首次将环形RNA进行细节展示的工具。当CIRI-vis对环形RNA进行细节展示时，其首先生成环形RNA所在区域的概况，包括测序覆盖度，已注释线性RNA外显子坐标和环形RNA外显子坐标；在主坐标下方，青绿色的柱状图代表了环形RNA读段的覆盖度；再下方的条带代表了读段的位置，曲线代表了内部的剪接事件；而最下方的环形图代表了可能存在的环形RNA剪接产物的结构并按相对丰度大小排序，环左上角的数字代表了其绝对表达量。此外，CIRI-vis还支持多样本间的环形RNA比较。在输入指定的环形RNA反向剪接位点列表后，CIRI-vis会以简略图的方式把多个样本中该位点的环形RNA并列显示在左侧，然后将各个剪接产物的结构以及其相对表达量的柱状图显示在右侧。这种方式可以直观展示相同环形RNA在不同样本中的不同剪接方式，以及主要的剪接产物结构。CIRI-vis是第一款可以在剪接产物层面上对环形RNA进行展示的。该软件不仅能够从细节上展现环形RNA的内部结构，同时还能比较不同样品之间剪接产物种类与丰度的异同。这些功能不仅有助于研究者理解他们研究的样品中环形RNA的构造，同时也可以以更高的分辨率筛选出有功能的环形RNA。并且，得益于成熟的CIRI-Full流程，CIRI-vis所带来的环形RNA可视化功能不仅灵敏度高，且操作便捷，可视化界面简洁，对用户十分友好。因此，CIRI-vis将成为一款优秀的环形RNA辅助分析软件，对更高精度的环形转录组分析有重要意义。（100yiyao.com）