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piRAT：piRNA注释、分析和可视化工具

已有 768 次阅读 2025-8-23 12:18 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

piRAT：piRNA注释、分析和可视化工具

PiRNA（Piwi 相互作用 RNA）是一类小非编码 RNA，通常长度为 26-33核苷酸。因物种而异，最早在 21 世纪初被识别。与其他小 RNA 类似，如 micro RNA（miRNA）和小干扰 RNA（small interfering RNAs），piRNA 与 Argonaute 家族蛋白结合，这些蛋白介导了它们之间的相互作用，调控靶标的转录或转录后表达水平。正如其名称那样，它们与一个属于 Argonaute 家族分支的PIWI 蛋白结合。

最初，piRNA 在果蝇的生殖细胞中被发现，随后在生殖腺中被发现。其他动物中，它们被证明会靶向转座元件，这一作用让它们后来被称为基因组守护者。然而，近期研究表明，piRNA 在性腺以及许多动物物种的非性腺体细胞组织中也大量表达。这些发现使研究重点扩展到piRNA 在生殖细胞外的功能。事实上，piRNA 已被发现参与多种生物过程中，包括家蚕的性别决定，多种人类癌症，以及早期胚胎发育。

尽管它们发挥着重要作用，但用于稳健注释的工具是研究 piRNA 的关键步骤。用于非模式生物的研究，这些生物之前没有小 RNA 注释，包括piRNA 注释和 piRNA 数据库存在。最近，Robak等人介绍了 piRAT（图1，https://github.com/ylla-lab/piRAT），一个用于注释、分析和可视化piRNA 的注释工具。一个利用与参考基因组对齐的小 RNA 测序数据来注释 piRNA 的工具。基于piRNA 生物合成信息，从主要和次要通路中提取适用于模式和非模式生物的piRNA区域。

图1 piRAT 流程图。A) 从映射到参考基因组的小RNA-seq 数据集开始，piRAT 首先通过每个位点选择一个代表性读数来清理数据。B) 然后确定数据集中的 piRNA 长度（如果用户未提供），接着进行 C) 使用特征性 ping-pong 签名进行 ping-pong 位点的注释，以及 D) 使用调优版本的 DBSCAN 进行 piRNA 簇的聚类，随后进行簇分类步骤。最后，E) piRAT 生成最终广泛的图形输出

piRAT 解决了现有 piRNA 注释工具的局限性，并提供多种新功能，包括全面的图形输出，可直观地支持注释。因此，piRAT 在以下方面脱颖而出：a) 从生物合成中识别 piRNA 在一个运行中分析多种通路，b) 接受多个标准二进制比对文件（BAM）任意大小（限制由硬件能力决定），c) 无需特殊预处理步骤或需要外部数据库或注释), d) 生成图形支持注释的输出结果，并提供整体描述性统计数据。piRAT 提供了一套全面的功能，利用标准输入和输出文件。piRAT支持多种数据格式，并且无需任何类型的基因组注释。此外，piRAT 也比现有工具产生更高质量的 piRNA 注释。

参考文献

[1] Dominik Robak, Guillem Ylla. piRAT: piRNA Annotation Tool for annotating, analyzing, and visualizing piRNAs, bioRxiv 2025.07.29.667427; doi: https://doi.org/10.1101/2025.07.29.667427

以往推荐如下：

1. 分子生物标志物数据库MarkerDB

2. 细胞标志物数据库CellMarker 2.0

3. 细胞发育轨迹数据库CellTracer

4. 人类细胞互作数据库：CITEdb

5. EMT标记物数据库：EMTome

6. EMT基因数据库：dbEMT

7. EMT基因调控数据库：EMTRegulome

8. RNA与疾病关系数据库：RNADisease v4.0

9. RNA修饰关联的读出、擦除、写入蛋白靶标数据库：RM2Target

10. 非编码RNA与免疫关系数据库：RNA2Immune

11. 值得关注的宝藏数据库：CNCB-NGDC