2025年大學(xué)《生物信息學(xué)》專業(yè)題庫——RNA修飾對(duì)基因表達(dá)調(diào)控的影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種RNA修飾被認(rèn)為是真核生物mRNA中最普遍的內(nèi)部修飾？A.m5CB.m1AC.m6AD.m7G（帽子結(jié)構(gòu)）2.RNA修飾酶中，“Writer”酶的功能是？A.識(shí)別并結(jié)合RNA上的特定修飾B.催化RNA上特定修飾的添加C.催化RNA上特定修飾的去除D.解讀修飾信息并改變RNA下游事件3.什么類型的RNA結(jié)合蛋白能夠識(shí)別m6A修飾并影響mRNA的翻譯？A.RNA解旋酶B.核糖體蛋白C.Cis-GolgimannosyltransferaseD.YTH結(jié)構(gòu)域蛋白4.CLIP-seq技術(shù)的主要原理是？A.利用核酸酶在RNA上創(chuàng)建損傷進(jìn)行測(cè)序B.通過抗體結(jié)合RNA修飾進(jìn)行純化和測(cè)序C.直接檢測(cè)核糖體在mRNA上的足跡D.測(cè)量RNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合5.m6A修飾通常對(duì)mRNA的哪種過程產(chǎn)生促進(jìn)穩(wěn)定性作用？A.核輸出B.RNA剪接C.翻譯終止D.mRNA降解6.Ribo-mapping技術(shù)主要用于研究什么現(xiàn)象？A.RNA的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)B.RNA修飾的精確位點(diǎn)C.核糖體在mRNA上的停頓位置，揭示翻譯調(diào)控D.RNA與蛋白質(zhì)的相互作用7.以下哪項(xiàng)不是RNA修飾的生物學(xué)功能？A.調(diào)控tRNA的氨基酸裝載B.參與組蛋白的乙酰化修飾C.影響mRNA的核內(nèi)運(yùn)輸D.調(diào)節(jié)miRNA的加工8.RNA修飾的去甲基化酶被稱為？A.WriterB.EraserC.ReaderD.Modulator9.在生物信息學(xué)分析中，對(duì)CLIP-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行峰調(diào)用是為了？A.計(jì)算基因表達(dá)量B.定位RNA修飾發(fā)生的精確位點(diǎn)C.繪制RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)D.識(shí)別RNA結(jié)合蛋白的結(jié)合位點(diǎn)10.RNA修飾研究對(duì)于理解哪些疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要意義？A.所有遺傳病B.染色體異常相關(guān)的疾病C.癌癥、神經(jīng)退行性疾病等D.免疫缺陷病二、填空題（每空1分，共10分）1.RNA修飾是指RNA分子上堿基、核糖或磷酸二酯鍵發(fā)生的______改變，是真核生物基因表達(dá)調(diào)控的重要機(jī)制。2.識(shí)別并結(jié)合RNA上特定修飾的RNA結(jié)合蛋白被稱為______。3.除了m6A，m5C和m1A也是常見的RNA嘌呤修飾，其中m5C在某些病毒RNA中具有______的功能。4.用于檢測(cè)RNA修飾位點(diǎn)的CLIP-seq技術(shù)的全稱是______。5.YTH結(jié)構(gòu)域是識(shí)別m6A修飾的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域，其所在的蛋白通常參與調(diào)控______和______。6.RNA修飾的研究不僅關(guān)注其______，還關(guān)注其______和______。7.生物信息學(xué)分析方法可以幫助我們鑒定RNA修飾的______、______和功能關(guān)聯(lián)。8.tRNA上的β2,5-二磷酸修飾是______所特有的重要修飾。9.RNA修飾通過Writer-Reader-Modulated（WRM）模塊，即修飾酶、______和______的相互作用，實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)控。10.RNA修飾可以作為表觀遺傳標(biāo)記，在______過程中保持信息的傳遞。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述m6A修飾對(duì)mRNA穩(wěn)定性可能產(chǎn)生的影響及其分子機(jī)制。2.比較CLIP-seq和Ribo-mapping技術(shù)在研究RNA修飾與翻譯調(diào)控方面的主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)要說明在生物信息學(xué)層面，如何利用RNA修飾數(shù)據(jù)（如m6A-seq）進(jìn)行下游功能分析。四、論述題（10分）結(jié)合RNA修飾的Writer-Reader機(jī)制，論述一種特定的RNA修飾（如m6A）如何通過影響基因表達(dá)的不同環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)錄后、翻譯等），參與到細(xì)胞特定生物學(xué)過程（如細(xì)胞分化或應(yīng)激反應(yīng)）的調(diào)控中。在論述中，可以提及相關(guān)的生物信息學(xué)分析方法如何幫助揭示這種調(diào)控機(jī)制。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.D4.B5.D6.C7.B8.B9.B10.C二、填空題1.化學(xué)修飾2.Reader3.增強(qiáng)翻譯4.Crosslinkingandimmunoprecipitationsequencing5.翻譯,mRNA穩(wěn)定性6.類型,位點(diǎn),功能7.位點(diǎn),豐度8.tRNA9.Reader,Eraser10.細(xì)胞分化,胚胎發(fā)育三、簡(jiǎn)答題1.答案：m6A修飾可通過影響mRNA穩(wěn)定性來調(diào)控基因表達(dá)。其機(jī)制可能包括：m6A可以招募RNA降解相關(guān)因子（如YTHDF1-3）促進(jìn)mRNA降解，或招募RNA穩(wěn)定性因子（如YTHDF2-3）保護(hù)mRNA免受降解，從而增加或減少目標(biāo)mRNA的半衰期。解析思路：?jiǎn)栴}要求闡述m6A對(duì)mRNA穩(wěn)定性的影響及機(jī)制。首先明確m6A是影響mRNA壽命的關(guān)鍵修飾。然后，關(guān)鍵在于說明其影響穩(wěn)定性的雙向性（促進(jìn)或抑制降解），并提及介導(dǎo)這種影響的代表性RNA結(jié)合蛋白（YTHDF家族）及其可能的作用（招募降解因子或穩(wěn)定性因子）。沒有提及具體機(jī)制（如m6A結(jié)合位點(diǎn)的選擇性）也可接受，但提及YTHDF因子能體現(xiàn)對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握。2.答案：CLIP-seq和Ribo-mapping都是研究RNA與翻譯相關(guān)過程的技術(shù)，但區(qū)別在于：CLIP-seq通過化學(xué)交聯(lián)捕獲RNA與結(jié)合蛋白（或修飾酶）的相互作用，然后測(cè)序確定修飾位點(diǎn)或結(jié)合位點(diǎn)，主要用于研究RNA修飾、RNA-蛋白質(zhì)相互作用等；Ribo-mapping則利用核糖體在mRNA上的停頓（翻譯阻滯）產(chǎn)生RNA-DNA嵌合體，測(cè)序確定核糖體覆蓋的位點(diǎn)，主要用于研究翻譯起始、延伸及翻譯調(diào)控。因此，CLIP-seq看修飾/結(jié)合，Ribo-mapping看翻譯足跡。解析思路：?jiǎn)栴}要求比較CLIP-seq和Ribo-mapping。首先要明確兩者的基本原理和捕獲的對(duì)象。CLIP-seq捕獲的是修飾酶或蛋白質(zhì)與RNA的結(jié)合，揭示修飾位點(diǎn)或相互作用；Ribo-mapping捕獲的是核糖體在翻譯過程中的位置，揭示翻譯事件。其次，要能清晰區(qū)分它們的核心區(qū)別——研究對(duì)象的差異（RNA修飾/蛋白相互作用vs.翻譯過程）。最后，用簡(jiǎn)潔的語言概括兩者的主要用途。3.答案：利用RNA修飾數(shù)據(jù)（如m6A-seq）進(jìn)行下游功能分析，生物信息學(xué)方法通常包括：①數(shù)據(jù)預(yù)處理和峰調(diào)用：對(duì)原始測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和比對(duì)，識(shí)別修飾位點(diǎn)富集的區(qū)域（peaks）；②定位基因：將修飾peaks映射到基因組上，確定哪些基因受到修飾調(diào)控；③豐度量化：計(jì)算基因體內(nèi)外不同區(qū)域的修飾豐度；④功能富集分析：對(duì)修飾基因進(jìn)行GO（GeneOntology）或KEGG（KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes）通路富集分析，識(shí)別修飾基因在生物學(xué)過程、細(xì)胞組分、分子功能等方面的共性特征；⑤差異分析：比較不同條件下（如疾病與正常）RNA修飾水平的差異，篩選關(guān)鍵修飾基因；⑥統(tǒng)計(jì)關(guān)聯(lián)分析：探索RNA修飾水平與基因表達(dá)量之間的相關(guān)性。解析思路：?jiǎn)栴}要求說明如何利用m6A-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行功能分析。應(yīng)從生物信息學(xué)處理的典型流程入手：從原始數(shù)據(jù)處理到修飾位點(diǎn)識(shí)別（峰調(diào)用），再到基因定位和豐度計(jì)算。接著，重點(diǎn)闡述如何利用這些信息進(jìn)行高層次的功能解讀，即通過功能富集分析（GO/KEGG）來推斷修飾基因參與的生物學(xué)通路或過程，以及通過差異分析和相關(guān)性分析來識(shí)別重要的調(diào)控模式和潛在作用。需要覆蓋數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)分析到生物學(xué)解釋的完整鏈條。四、論述題答案：以m6A修飾為例，其通過Writer-Reader機(jī)制參與細(xì)胞生物學(xué)過程調(diào)控。Writer酶（如YTHDF2）將m6A添加到特定mRNA上，Reader蛋白（如YTHDF2）識(shí)別并結(jié)合m6A修飾。這種結(jié)合可以影響多個(gè)基因表達(dá)環(huán)節(jié)：例如，YTHDF2結(jié)合m6A可能招募RNA降解因子，加速目標(biāo)mRNA的降解，從而下調(diào)其編碼蛋白質(zhì)的水平，這在細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中可能用于快速清除非必需或有害蛋白的指令；或者，YTHDF2結(jié)合m6A也可能影響mRNA的翻譯效率，例如通過招募翻譯抑制因子或改變mRNA與核糖體的相互作用，從而精細(xì)調(diào)控蛋白質(zhì)產(chǎn)量。在生物信息學(xué)層面，可以通過分析m6A-seq數(shù)據(jù)與基因表達(dá)數(shù)據(jù)（如RNA-Seq）的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)特定m6A修飾位點(diǎn)與基因表達(dá)量之間的負(fù)相關(guān)，提示m6A促進(jìn)降解；或者通過Ribo-mapping結(jié)合m6A數(shù)據(jù)，分析核糖體在m6A修飾位點(diǎn)附近的停頓模式變化，揭示m6A對(duì)翻譯起始或延伸的影響。此外，還可以進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組結(jié)合m6A數(shù)據(jù)，研究特定區(qū)域內(nèi)m6A修飾與細(xì)胞命運(yùn)決定的關(guān)系。綜合這些信息，可以構(gòu)建m6A修飾參與細(xì)胞特定生物學(xué)過程（如分化）的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型。解析思路：論述題需要全面、有邏輯地闡述問題。首先，明確核心要素：m6A修飾、Writer-Reader機(jī)制、細(xì)胞生物學(xué)過程（如分化或應(yīng)激）。其次，詳細(xì)闡述m6A如何通過Reader蛋白（以YTHDF2為例）影響下游事件，特別是翻譯和降解兩個(gè)主要方