[发明专利]基于能量和概率的局部结构胃癌耐药lncRNA二级结构预测方法

摘要

本发明公开了一种基于能量和概率的局部结构胃癌耐药lncRNA二级结构预测方法，其方法为：步骤一、将数据读到缓存单元中；步骤二、得到其二级结构预测结果；步骤三、获得一组长度为50的短RNA序列集合M；步骤四、得到序列中所有的局部次优结构集；步骤五、找最优的局部结构组件；步骤六、得到当前的lncRNA二级结构预测结果；步骤七、集合交给最优结构获取单元；步骤八、通过RS‑232串口传回到上位机的显示单元上进行输出显示。有益效果：该方法可以查找出具有特定局部结构的功能组件，分析和解释lncRNA的功能，最后交由生物实验进行功能验证，为高效筛选胃癌耐药相关lncRNA提供一条新的思路。

主权项

1.一种基于能量和概率的局部结构胃癌耐药lncRNA二级结构预测方法，其特征在于：其方法如下所述：/n步骤一、通过上位机的输入单元输入lncRNA序列，胃癌耐药蛋白及其对应mRNA信息，并通过RS-232串口传至lncRNA二级结构预测装置的内存储单元，并进一步将数据读到缓存单元中；/n步骤二、预处理单元从缓存单元中读取胃癌耐药蛋白及其对应mRNA信息，分析胃癌耐药蛋白对应的mRNA 5’端UTR区、3’端UTR区的结构特性，用概率模型对这两个UTR区进行结构预测，得到其二级结构预测结果，并将统计结果中的茎环特征存于Stru5、Stru3中；/n步骤三、局部次优单元从缓存单元中读出lncRNA序列，记录序列长度L，利用长度为50的动态移动窗口从LncRNA的5’端开始截取lncRNA序列，动态移动窗口的步长大小设置为1，当动态移动窗口的末端到达LncRNA的3’端时，移动停止，此时共获得一组长度为50的短RNA序列集合M；/n步骤四、针对M中的每一条短RNA序列，用概率模型得到序列中所有的局部次优结构集，具体过程如下：/ni)从集合中的第一条短RNA序列开始，读取集合中的一条序列，通过概率模型得到序列中所有可能的茎区集合，其中可能包含假结茎区；/nii)设置相对最小能量和最小能量变化阈值的能量模型，根据该能量模型寻找出当前茎区集合内的所有相容的茎区集合，并拼接其中的相容茎区，得到基于当前窗口内RNA序列的包含假结次优局部结构集；/n步骤五、在局部最优单元中，从预处理单元中读取茎环结构特征Stru5、Stru3，在次优局部结构集中找最优的局部结构组件，具体如下：/ni)如果集合不为空，则从中随机取一个次优局部结构；/nii)将Stru5、Stru3与选取次优局部结构进行结构比对，判断是否能与Stru5、Stru3匹配或互补，如能则将该次优局部结构存储为LocM[i]，否则转iii；/niii)如没有找到与Stru5、Stru3匹配或互补的次优局部结构，则按波尔兹曼分布采样得到次优局部结构并存储为LocM[i]；/niv)删除中的其它次优局部结构；/nv)从M中删除该短RNA序列；/n步骤六、从M中重新选取一条短RNA序列，重复进行步骤四和步骤五两步操作，直至集合M为空，从内存储单元中取出所有局部最优结构进行组装拼接，得到当前的lncRNA二级结构预测结果；/n步骤七、将动态移动窗口的长度加5，重复进行步骤三、步骤四、步骤五和步骤六四步操作，直至窗口的长度为200；此时就可以得到当前所有的lncRNA二级结构预测结果集合，其中，将该集合交给最优结构获取单元；/n步骤八、在最优结构获取单元中，根据能量模型和概率模型，计算集合中每个lncRNA结构的最小自由能和概率，获取自由能能量小且概率模型大的结构，作为为当前全局最优的lncRNA二级结构；将得到的全局最优lncRNA二级结构存于外存储单元中，并可通过RS-232串口传回到上位机的显示单元上进行输出显示。/n