本申请提出一种microRNA感受器序列的设计方法和装置，其中，方法包括：获得microRNA感受器所处于的细胞环境内的microRNA和RNA，根据microRNA和RNA获得竞争性RNA；其中，竞争性RNA是基于microRNA和RNA相互作用的强度，计算出每一种microRNA所调控的RNA在不同相互作用强度的数量；按照RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从RNA中确定出不同强度的竞争性RNA，计算获得microRNA的噪声调控能力值；根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声。本发明专利技术可以准确地基于细胞的状态和需求的基因表达值调高或调低基因表达噪声，在合成生物学中具有广泛的工程应用价值。工程应用价值。工程应用价值。
【技术实现步骤摘要】
microRNA感受器序列的设计方法与装置
[0001]本专利技术涉及生物学
，特别涉及一种microRNA感受器序列的设计方法与装置。
技术介绍
[0002]microRNA(微小RNA)是一种小RNA，是合成生物学中重要的调控分子。microRNA的表达量在不同的细胞类型中具有明显的差异，因而是一种良好的表征细胞状态的标记物。在合成生物学中，可以通过感知microRNA的数量来进行决策，感知microRNA数量的序列即被称为microRNA感受器。
[0003]microRNA感受器是一类RNA分子上的序列，上面的部分序列与microRNA全部或部分互补配对，称之为microRNA靶位点。microRNA靶位点可以与特定的microRNA结合，从而诱导RNA分子的降解或抑制蛋白质的表达，从而达到抑制基因表达水平的作用。本专利技术提出了一种microRNA感受器的设计方法，该方法可以根据细胞内的microRNA和RNA数量，设计出具有特定基因表达噪声调控功能的microRNA感受器。
[0004]基因表达噪声在生物体中广泛存在、不可避免，影响着合成生物学中合成基因线路的稳定性，进而影响合成基因线路的功能。因此，合理的控制基因的表达噪声，对合成基因线路的设计和构建至关重要。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的一个目的在于提出一种microRNA感受器序列的设计方法，可以准确地基于细胞的状态和需求的基因表达值调高或调低基因表达噪声，在合成生物学中具有广泛的工程应用价值。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提出一种microRNA感受器序列的设计装置。
[0008]为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种microRNA感受器序列的设计方法，包括以下步骤：
[0009]获得microRNA感受器所处于的细胞环境内的microRNA和RNA，根据所述microRNA和所述RNA获得竞争性RNA；其中，所述竞争性RNA是基于所述microRNA和所述RNA相互作用的强度，计算出每一种microRNA所调控的所述RNA在不同相互作用强度的数量；
[0010]按照所述RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从所述RNA中确定出不同强度的竞争性RNA，计算获得噪声调控能力值；
[0011]根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对所述microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声。
[0012]本专利技术实施例的microRNA感受器序列的设计方法，通过获得microRNA感受器所处于的细胞环境内的microRNA和RNA，根据microRNA和RNA获得竞争性RNA；其中，竞争性RNA是
基于microRNA和RNA相互作用的强度，计算出每一种microRNA所调控的RNA在不同相互作用强度的数量；按照RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从RNA中确定出不同强度的竞争性RNA，计算获得噪声调控能力值；根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声。本专利技术可以准确地基于细胞的状态和需求的基因表达值调高或调低基因表达噪声，在合成生物学中具有广泛的工程应用价值。
[0013]另外，根据本专利技术上述实施例的microRNA感受器序列的设计方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述按照所述RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从所述RNA中确定出不同强度的竞争性RNA，计算获得所述microRNA的噪声调控能力值，包括：
[0015]确定所述RNA所含所述竞争性RNA的数量；
[0016]判断所述竞争性RNA的相互作用强度是否大于或等于第三预设阈值；
[0017]若是，则将所述竞争性RNA作为强竞争性RNA；
[0018]若否，则将所述竞争性RNA作为弱竞争性RNA；
[0019]将所述强竞争性RNA的数量减去所述弱竞争性RNA的数量，得到所述microRNA的噪声调控能力值。
[0020]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述获得microRNA感受器在细胞环境内的microRNA和RNA，包括通过高通量测序或公共数据库检索方法中的一种。
[0021]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据所述第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对所述microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声，包括：
[0022]确定所述microRNA所含所述强竞争性RNA和所述弱竞争性RNA的数量；
[0023]如果预期获得表达噪声大于第一预设阈值，则选取所述特定噪声调控能力值大于或等于所述第二预设阈值的microRNA设计靶位点；
[0024]当所需要microRNA感受器所调控的基因抑制效率大于所述第四预设阈值时，同时设计多个microRNA靶位点。
[0025]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：
[0026]如果预期获得表达噪声小于第一预设阈值，则选取所述特定噪声调控能力值小于所述第二预设阈值的microRNA设计靶位点；
[0027]当所需要所述microRNA感受器所调控的基因抑制效率大于所述第四预设阈值时，将多个被不同microRNA调控的靶位点进行组合，构成所述microRNA感受器。
[0028]为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种microRNA感受器序列的设计装置，包括：
[0029]计算模块，用于获得microRNA感受器所处于的细胞环境内的microRNA和RNA，根据所述microRNA和所述RNA获得竞争性RNA；其中，所述竞争性RNA是基于所述microRNA和所述RNA相互作用的强度，计算出每一种microRNA所调控的所述RNA在不同相互作用强度的数量；
[0030]确定模块，用于按照所述RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从所述RNA中确定出
不同强度的竞争性RNA，计算获得噪声调控能力值；
[0031]设计模块，用于根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对所述microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声。
[0032]本专利技术实施例的一种microRNA感受器序列的设计装置，通过获得microRNA感受器所处于的细胞环境内的microRNA和RNA，根据microRNA和RNA获得竞争性RNA；其中，竞争性RNA是基于microRNA和RNA相互作用的强度，计算出每一种micro本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种microRNA感受器序列的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获得microRNA感受器所处于的细胞环境内的microRNA和RNA，根据所述microRNA和所述RNA获得竞争性RNA；其中，所述竞争性RNA是基于所述microRNA和所述RNA相互作用的强度，计算出每一种microRNA所调控的所述RNA在不同相互作用强度的数量；按照所述RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从所述RNA中确定出不同强度的竞争性RNA，计算获得所述microRNA的噪声调控能力值；根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对所述microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声。2.根据权利要求1所述的microRNA感受器序列的设计方法，其特征在于，所述按照所述RNA所含竞争性RNA的相互作用强弱，从所述RNA中确定出不同强度的竞争性RNA，计算获得所述microRNA的噪声调控能力值，包括：确定所述RNA所含所述竞争性RNA的数量；判断所述竞争性RNA的相互作用强度是否大于或等于第三预设阈值；若是，则将所述竞争性RNA作为强竞争性RNA；若否，则将所述竞争性RNA作为弱竞争性RNA；将所述强竞争性RNA的数量减去所述弱竞争性RNA的数量，得到所述microRNA的噪声调控能力值。3.根据权利要求1所述的microRNA感受器序列的设计方法，其特征在于，所述获得microRNA感受器在细胞环境内的microRNA和RNA，包括通过高通量测序或公共数据库检索方法中的一种。4.根据权利要求1所述的microRNA感受器序列的设计方法，其特征在于，所述根据预期获得表达噪声的第一预设阈值，以根据第二预设阈值选取具有特定噪声调控能力值的microRNA设计靶位点，并对所述microRNA调控的靶位点进行设计，以定向调整所述表达噪声，包括：确定所述microRNA所含所述强竞争性RNA和所述弱竞争性RNA的数量；如果预期获得表达噪声大于第一预设阈值，则选取所述特定噪声调控能力值大于或等于第二预设阈值的microRNA设计靶位点；当所需要microRNA感受器所调控的基因抑制效率大于所述第四预设阈值时，同时设计多个microRNA靶位点。5.根据权利要求4所述的microRNA感受器序列的设计方法，其特征在于，还包括：如果预期获得表达噪声小于第一预设阈值，则选取特定噪声调控能力值小于第二预设阈值的microRNA设计靶位点；当所需要所述mi...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪小我，魏磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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