绵羊母源基因TRIM28克隆、表达及生物信息学分析

为了研究TRIM28基因在绵羊早期克隆胚胎发育过程中基因组去甲基化与重新甲基化及其维持的机制,探索母源关键基因在体细胞克隆效率中的作用,本研究通过提取中国美利奴细毛羊卵巢组织RNA,经反转录获得cDNA,利用特异性引物扩增TRIM28基因编码区序列,测序后采用生物信息学软件对编码区序列及氨基酸序列进行相关生物信息学分析和结构预测,进一步采用RT-PCR对绵羊不同组织中TRIM28表达量进行检测。结果显示:克隆获得了绵羊TRIM28基因编码区序列全长2441bp,编码811个氨基酸。生物信息学分析结果表明,不同物种TRIM28基因编码区核苷酸和氨基酸序列具有较高保守性。组织表达谱结果显示,TRIM28 mRNA在中国美利奴细毛羊肺脏、脾脏和卵巢中高丰度表达,且与Zfp57表达情况一致。结论:TRIM28基因结构和进化方面高度保守,推测其在不同组织中行使转录中介因子这一特定的生物学功能相关,TRIM8与ZFP57复合体在分化组织中对基因组甲基化的维持起着重要作用。     

假单胞菌亮氨酸氨肽酶基因克隆及生物信息学分析

为探索假单胞菌亮氨酸氨肽酶(leucine aminopeptidase, LAP)编码基因LAP的结构和功能特征及其在生长发育中的作用,克隆假单胞菌Cr13菌株的LAP基因,并对其进行生物信息学分析。首先,克隆假单胞菌亮氨酸氨肽酶的一个DNA片段;其次,以此为基础,通过2次染色体步移(genome walking)对假单胞菌LAP基因全长序列进行克隆;最后,采用生物信息学软件对LAP进行分析。结果表明:Cr13 LAP基因全长为1 491 bp。推测LAP基因定位于线粒体,具有保守的细胞质氨肽酶模体NTDAEGRL,在其启动子区域(426 bp)发现了基本元件TATA-Box和CAAT-box及一系列潜在的顺式作用元件。LAP全长序列的克隆为将来深入研究该基因的功能奠定了基础,LAP启动子序列的克隆与分析为进一步研究假单胞菌Cr13 LAP的表达调控提供了数据依据。     

阳春砂倍半萜合酶AvTPS基因的生物信息学分析和表达纯化

目的:克隆阳春砂倍半萜合酶(AvTPS)编码序列,并对其蛋白进行表达和纯化.方法:根据转录组测序获得的倍半萜合酶(TPS)核苷酸序列设计引物,以反转录生成的cDNA为模板,使用RT-PCR克隆获得AvTPS的编码(CDS)序列,并连接pMD-18T载体上,对阳性菌进行基因测序.利用ClustalX等生物信息软件对AvTPS蛋白氨基酸序列进行生物信息学分析.利用表达载体pSDS233, Ni-NTA亲和层析对蛋白表达和纯化.结果:通过RT-PCR获得了大小为1 650 bp的AvTPS的CDS序列并成功连接到pMD-18T载体.生物信息分析表明,AvTPS蛋白含549个氨基酸残基,二级结构以α-螺旋为主等信息.通过蛋白的表达和纯化,获得纯度为94.22%的可溶性AvTPS蛋白.结论:从阳春砂中可成功克隆出AvTPS的编码基因,为后续研究其基因在阳春砂中的特异性表达奠定基础.     

马铃薯GDP-L-半乳糖磷酸化酶类1基因的生物信息学初步分析

本文根据马铃薯GDP-L-半乳糖磷酸化酶类1基因的EST序列,运用多种生物信息学方法,对其进行初步的生物信息学分析.电子克隆获得了该基因的全长,结果表明:该序列全长1 742 bp,共编码357个氨基酸,有多个限制性酶切位点,有多个磷酸化位点,属于亲水性氨基酸,无信号肽,有膜穿透性.通过蛋白质二级结构功能域的预测,发现该序列中含有11个功能位点.通过蛋白质同源序列比对,发现该基因与番茄GDP-L-半乳糖磷酸化酶基因相似度极高,暗示该基因与番茄GDP-L-半乳糖磷酸化酶基因具有相似的生物学功能.以上结果可以为进一步研究该基因在马铃薯中特别是在抗青枯病分子育种中的功能提供相关依据.     

采用基于GSS序列的极大节旋藻(Arthrospira maxima)的基因克隆策略及其应用实例

电子克隆是随着基因组计划的实施而发展起来的利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法,已经公布的极大节旋藻GSS序列使得电子克隆极大节旋藻的功能基因成为可能.为建立极大节旋藻功能基因的高效克隆策略,应建立利用GSS序列克隆极大节旋藻功能基因的基本策略并加以应用.具体操作方法：对dbGSS数据库中的605条极大节旋藻GSS序列进行拼接及功能注释,并在分析编码区完整性的基础上设计引物并进行PCR扩增以获得基因全长序列,利用以上策略成功克隆了极大节旋藻功能基因ureaseβ和dUTPase的全长序列.     

鳜鱼肥胖基因的克隆与组织表达

为了研究脊椎动物肥胖基因(obese gene, ob)结构与功能关系,利用PCR和RACE方法克隆得到鳜鱼肥胖基因全长序列:鳜鱼ob基因全长1 398 bp, 由2个外显子和1个内含子构成,其完整的开放阅读框由486 bp组成,编码161个氨基酸. 应用Genome Walker方法克隆得到一段长为357 bp的鳜鱼ob基因5′侧翼区序列,并利用相关软件预测其中具有多个保守的顺式调控元件. 我们将克隆得到的鳜鱼ob基因编码氨基酸序列leptin与其他物种leptin序列分别进行同源性比较,并构建系统进化树,发现虽然不同物种间leptin序列差异非常大,但进化树分析显示所有的leptin序列,包括哺乳动物、两栖动物和真骨鱼类,各自聚集成簇. 最后通过荧光实时定量PCR方法研究鳜鱼不同组织ob基因的表达水平,与哺乳动物ob基因主要在脂肪组织表达分布不同,鳜鱼ob基因在所有被检测组织中均有表达,在肝脏组织中大量表达,其次是脑,在肠道、脂肪、脾和肌肉中只有微量表达,说明鱼类ob基因的表达分布及其调控机制可能与哺乳动物存在差别.     

十字花科部分蔬菜HRD基因的克隆与生物信息学分析

根据NCBI上得到的拟南芥HRD基因序列,利用同源序列克隆的方法,设计引物,从12种十字花科蔬菜中克隆出其核酸序列,并进行生物信息学分析,旨在验证克隆出的序列与拟南芥HRD基因是否具有同源性.对这些得到的核酸序列从DNA序列、氨基酸序列的相似性、亲/疏水性、2级结构、功能域、3级结构、同源进化树等进行了预测和较为全面的分析.结果显示经PCR扩增,都得到了大小与拟南芥HRD基因基本一致的序列,长度在555bp左右.其基因序列、氨基酸序列比对同源性分别达到93.14%和89.74%;亲/疏水性分析表明该基因编码的蛋白为亲水性蛋白;推导的氨基酸序列中均存在AP2功能结构域,属于十字花科AP2/ERF类家族转录因子基因;同源进化树分析表明它们具有很高的同源性,说明所克隆的序列与拟南芥HRD基因由同一个基因进化而来,是十字花科植物中的保守基因.     

牦牛UCP1基因生物学特性及组织表达分析

旨在克隆牦牛解偶联蛋白1(UCP1)基因序列,并对其进行生物信息学分析,进一步研究该基因在牦牛各组织的表达规律.以牦牛为实验对象,利用RT-PCR克隆得到牦牛UCP1基因全长序列,生物信息学分析牦牛CDS区,qPCR检测UCP1基因在牦牛不同组织中的表达模式.结果表明,UCP1基因全长为954 bp(GenBank No.MW345537),其中开放阅读框(Open reading frame, ORF)全长为942 bp,编码313个氨基酸.蛋白分子特性预测UCP1蛋白为不稳定疏水性蛋白,存在跨膜结构域以及多个磷酸化位点.二级结构和三级结构预测显示,UCP1蛋白由无规则卷曲、α螺旋和延伸链三者交替出现.牦牛UCP1基因的核苷酸和氨基酸序列与普通牛的相应序列相似度最高,同源性分别为97.63%和96.76%;与斑马鱼的核苷酸序列和氨基酸序列相似度最低,分别为62.58%和64.29%.组织表达分析发现UCP1在牦牛心、肝、脾、肺、肾、脂肪、背肌、半腱肌中均有表达,但在肾中的表达量最高,肾与其他组织之间差异显著(P0.05).不同品种牦牛UCP1基因的差异表达分析发现,其在麦洼牦牛背最长肌、肝中的表达量均显著高于金川牦牛(P0.05和P0.0001).这些结果为丰富牦牛UCP1基因的功能研究提供了参考依据.     

基因序列的搜索与相似性比对

生物信息学的基本任务是对各种生物分析序列进行分析,也就是研究新的计算机方法,从大量的序列信息中获取基因结构、功能和进化等知识,并将其存储于基因数据库中.而在序列分析中,将未知序列同基因数据库中已知序列进行相似性比较是一种强有力的研究手段,包括序列的片段测定、拼接,基因的表达分析,以及RNA和蛋白质的结构功能预测.     

一个烟草Mlo基因的电子克隆及其序列特性分析

电子克隆并探讨了一个烟草Mlo基因的结构和功能．以GenBank公布的水稻Mlo基因序列为信息探针对烟草的EST数据库进行同源搜索,并将获得的同源性高的EST序列进行序列拼接,最后得到了一个烟草Mlo基因的cDNA序列．采用生物信息学方法分析该基因编码蛋白的一级、二级结构,并对其功能进行预测．结果表明,此烟草Mlo基因...     

生物信息学研究的军事应用前景

叙述了生物信息学的研究现状及生物信息学在未来军事领域的应用前景.指出大规模基因测序中的信息分析、新基因识别、蛋白质结构预测、"数字化基因"获取、非编码区分析、完整基因组比较、基因功能表达谱分析等都是生物信息学应用于未来军事领域的重要研究内容.     

乳腺癌-冠心病共享生物标志物筛选

运用生物信息学方法筛选乳腺癌-冠心病标志物,为乳腺癌诱发的冠心病治疗提供潜在的作用靶点.从基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)中下载乳腺癌和冠心病相关表达谱芯片数据,使用GEO2R筛选差异表达基因,依据Venn图交集获取差异共表达基因,通过DAVID网站进行基因功能注释(gene ontology,GO)及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)生物功能富集分析,STRING网站和Cytoscape 3.7.2软件进行蛋白互作分析.GE-PIA和Kaplan-Meier Plotter进行对乳腺癌患者hub基因mRNA表达水平和预后分析.结果表明:2个数据集筛选得到差异表达基因286个,基于在乳腺癌中mRNA显著性表达水平筛选出45个基因.GO功能富集分析发现差异表达基因主要在泛素蛋白转移酶活性、糖蛋白结合、泛素蛋白连接酶结合等生物学过程发挥作用.KEGG分析显示差异基因主要参与缝隙连接、肾素分泌、5-羟色胺能突触、谷氨酸能突触、血管平滑肌收缩、血小板活化、癌细胞蛋白多糖等多条信号通路.基因mRNA表达水平和预后分析显示NLN、POSTN、MAPT、MYO6、MAP1B、FBXO31、KIT、PIK3R1等8个与冠心病相关的hub基因参与乳腺癌的发生、发展过程.NLN、POSTN、MAPT、MYO6、MAP1B、FBXO31、KIT、PIK3R1可作为检测乳腺癌诱导冠心病的潜在标志物.     

人源OR51E2基因家族全基因组进化和功能分析

短链脂肪酸(SCFAs)是膳食纤维在肠道细菌发酵过程中的代谢产物,主要包括乙酸、丙酸和丁酸,可通过结合SCFAs受体影响宿主健康.OR51E2为一种新发现的SCFAs受体,关于OR51E2的系统发育及其功能研究相对缺乏.利用生物信息学方法分析人源OR51E2基因家族基因的氨基酸组成、保守基序、蛋白结构、理化特性和系统进...     

人WDR70蛋白结构与功能的生物信息学预测

人WDR70蛋白作为一个衔接蛋白,可介导多蛋白相互作用,参与DNA损伤修复、胚胎发育等生物过程。采用生物信息学软件对人WDR70蛋白的结构和功能进行分析,发现WDR70蛋白的相对分子质量约为73 kD,pI为5.94,半衰期为30h,不含有信号肽和跨膜区结构;同源蛋白的多重序列比对和进化分析显示,人WDR70蛋白与黑猩猩、白枕白眉猴、食蟹猕猴的WDR70蛋白具有高度的同源性,并且在系统发育树上聚为一类;无规则卷曲是WDR70蛋白二级结构主要的结构形式,三级结构的预测结果与之吻合;功能分类预测其为结合蛋白,参与蛋白的泛素化和转运过程。开展WDR70蛋白的生物信息学分析,为了解该蛋白的结构和功能提供信息依据,为后续WDR70功能研究提供新思路。     

扩展莫尼茨绦虫DAZ基因的分离和cDNA序列分析

为进一步研究扩展莫尼茨绦虫并以其作为模式生物提供基础。通过构建的扩展莫尼茨绦虫成虫cDNA文库,随机挑取重组阳性克隆进行测序,对部分序列进行引物步移法测序,获取其全长cDNA序列;采用生物信息学等技术对该cDNA序列进行开放阅读框(ORF)的寻找、编码氨基酸的推导、核苷酸和氨基酸同源性比较以及蛋白质结构的初步预测。结果显示:获得了1个扩展莫尼茨绦虫新基因DAZ基因,cDNA全长1905bp,包含1个完整的ORF,编码562个氨基酸,登录号为:GH291478。蛋白理论分子量为61.3169kD,等电点为4.77,不稳定系数50.27,脂肪系数65.04,总平均亲水性-0.472。二级结构预测该蛋白有1个跨膜区域,以无规卷曲(L)为主,没有二硫键结合位点。本研究成功分离扩展莫尼茨绦虫DAZ基因。     

扩展莫尼茨绦虫反应元件结合蛋白基因的克隆和cDNA序列分析

克隆扩展莫尼茨绦虫（Moniezia expansa）新基因,通过生物信息学方法分析该基因的生物学信息,初步预测该基因的功能,为进一步研究扩展莫尼茨绦虫并以其作为模式生物,为人类的某些基因未知功能的研究提供基础。构建扩展莫尼茨绦虫成虫cDNA文库,随机挑取重组阳性克降进行测序,对部分序列进行引物步移法测序,获取其全长cDNA序列;在NCBI上对该cDNA序列进行开放阅读框（ORF）的寻找、编码氨基酸的推导、核苷酸和氨基酸同源性比较以及蛋白质二级结构的初步预测。结果：获得了1个扩展莫尼茨绦虫基因－应结合蛋白,全长1861bp,编码592个氨基酸,属于DUF906家族,与曼氏血吸虫反应结合蛋白基因具有72．1％的同源性。编码蛋白的理论分子量为69．7653kDa,等电点为9．83.结论：获得了扩展莫尼茨绦虫反应结合蛋白的全长cDNA序列,对该基因功能的初步预测,它是一种基因转录因子,在扩展莫尼茨绦虫虫体中的具体作用机制目前还不清楚,推断该基因的功能在脊椎动物,乃至人类的基因功能研究中具有一定借鉴意义.     

斑马鱼GnRH-Ⅱ基因的生物信息学分析

从斑马鱼脑组织提取总RNA,应用RT-PCR方法克隆GnRH-ⅡcDNA,其长度为589bp,编码的GnRH-Ⅱ前体为86个氨基酸残基。利用生物信息学方法对克隆得到的斑马鱼GnRH-Ⅱ基因序列、编码蛋白及其理化性质进行分析,并预测其编码蛋白的结构与功能,构建其同源基因的系统进化树。     

SLC38A3抗体的制备及细胞内定位

从人胎肝cDNA文库中钓取得到SLC38A3全长cDNA序列.利用生物信息学方法对SLC38A3蛋白序列进行分析,根据亲水性、抗原性、柔韧性及表面性等指标选择一段多肽序列作为抗原用于抗体制备.将该片段克隆到pET-DsbA融合蛋白表达载体上,在异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导下产生SLC38A3抗原肽.纯化目的蛋白并制备兔抗SLC38A3蛋白的多克隆抗体.利用Western blot鉴定抗体特异性,并初步分析该蛋白在人肺癌细胞A549内的定位.结果显示,成功构建了SLC38A3片段的原核表达载体,在大肠杆菌中实现可溶性表达,制备了特异性较高的人SLC38A3蛋白多克隆抗体,并证实该蛋白表达于细胞质内.为进一步研究SLC38A3的生物学功能奠定了基础.     

癌症研究中RPPA数据的统计分析

采用癌症基因图谱计划的蛋白表达数据,即反相蛋白阵列技术(Reverse Phase Protein Arrays,RPPAs)数据进行统计分析,来挖掘蛋白表达数据所隐藏的癌症的相关信息,提高临床诊断的效率和降低检验的成本。通过3组数据的热点图探测到每组数据的网络结构以及样本中不同基因的表达水平;通过主成分分析,得到在3种癌症中蛋白表达水平起重要作用的5种基因,最后以这5种基因的蛋白表达水平为指标建立了3种癌症的判别模型,并计算误判率的回代估计和交叉验证法估计。得到以下结论:3种癌症形成各自的蛋白表达水平相互关系网络结构,3种癌症有共同蛋白表达水平起重要作用的5种基因,3种癌症的判别模型是可靠的。     

Advances in G-protein coupled receptor research and related bioinformatics study

G-protein coupled recptor(GPCR) is one of the most important protein families for drug target.GPCR agonists and antagonists occupy approximately one third of the world small molecule drug market,Much effort has been invested in GPCR study by both academic institutions and pharmaceutical industries,With seven-transmembrane domains,GPCR plays significant roles in intercellular signal transduction and is involved in a variety of biological pathways.With the availability of sequence data of human and other mammalian genomes,as well as their expressed sequence tag (EST) data,the bioniformatics and genomics approaches can be applied to identifying novel GPCR in the post genomic era .Deorphanizing GPCR or matching ligands with GPCR greatly faciltiates traget validation process and automatically provides a possible compound screening assay ,Similarly,Bioinformatics data mining approach could also be applied to the indentification of GPCR peptided or protein ligands,Here we give a general review of recent advances in the study of GPCR structure,function ,as well as GPCR and ligand identification with the emphasis on the bioinformatics database mining of GPCR and their peptide of protein ligands.