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...     

生物信息学在直肠癌相关基因分析中的应用

目的,利用生物信息学方法研究直肠癌相关基因的结构与功能。方法:选择一条在直肠癌和正常组织有差异表达的表达序列标签(EST),利用生物信息学方法,对其进行结构与功能的分析。结果:电子克隆了其全长cDNA序列并预测其编码蛋白为SETprotein。结论:利用生物信息学及网络资源可作为克隆研究基因的新方法。     

基因功能预测的整合算法及其在结核分枝杆菌基因表达谱分析中的应用

基因功能预测是后基因组时代生物信息学领域的重要课题.生物学机理的阐释需要准确的基因功能的信息,但目前还缺少大规模测定基因功能的实验手段,这使得运用计算方法对基因功能进行预测显得尤为重要,对这些算法的效率和准确性要求也越来越高.在本项研究中开发了一种新的整合算法,将3种比较典型的基于蛋白质序列预测基因功能的算法GOtcha、PFP和conFunc整合起来,并将其应用于结核分枝杆菌的全基因组功能预测中.预测结果通过不同的角度得到了验证,结果表明该整合方法不仅使得基于序列进行基因功能预测的算法可以达到较高的准确度,而且较原来3种方法大幅度提升了预测的性能.另外,预测结果也被用于分析结核分枝杆菌受到卷曲霉素处理前后的基因表达谱,功能富集分析揭示了卷曲霉素新的可能的抗菌作用机制,从而显示出基因功能预测重要的潜在应用价值.     

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.     

中华绒螯蟹卵巢新基因EJO5的全长cDNA克隆和序列分析

利用RACE技术从中华绒螯蟹卵巢获得了新基因EJO5 (Eriocheirjaponicaovarygene 5 ,EJO5 )的全长cD NA序列 (GenBank检索号 :AY185 92 1) .该cDNA序列长度为 14 2 5bp ,开放阅读框为 5 85bp ,编码 194个氨基酸 .根据氨基酸序列计算的相对分子质量和等电点分别为 2 2 3 44和 9 5 .用生物信息学的方法未能得到对该基因功能预测的信息 .     

定位于鸡选择性清扫区域的SH3RF2基因生物信息学分析

为了解鸡SH3RF2基因的结构与功能,由NCBI数据库获得鸡SH3RF2基因的mRNA和氨基酸序列数据信息,利用NCBI/Blast软件进行序列分析、同源性比对确定鸡SH3RF2基因的3’UTR区序列。在此基础上,利用公共数据库和相关软件对SH3RF2基因的CDS(coding sequence)区和其3’UTR(untranslated region)区进行了MicroRNA靶标的预测分析,进一步利用生物信息学相关数据库对其蛋白理化性质和一级结构进行分析,模拟了其二级结构和空间结构并构建了SH3RF2蛋白的系统进化树。     

致病钩端螺旋体特异消减片段的序列测定与分析

对24个已鉴定的赖型致病钩端螺旋体特异消减片段进行DNA序列测定和生物信息学分析.结果显示,片段两端皆含有AluⅠ酶切位点,片段大小为149～1506bp,平均480bp,GC含量平均为36 63%.其中6个序列无任何同源匹配序列,提示可能来自新基因;18个同源序列可分为两类:与外膜蛋白或假想蛋白相关,与生化代谢修饰相关的酶.在Genbank中登记其中20个序列,序列号分别为AF300873-AF300877,AF325807-AF325821.这些基于生物信息学的功能预测,将有助于在此基础上进行相关的基因克隆鉴定、表达分析及功能验证.     

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.     

中华绒螯蟹卵巢新基因EJ05的全长cDNA克隆和序列分析

利用RACE技术从中华绒螯蟹卵巢获得了新基因EJO5（Eriocheir japonica ovary gene 5,EJO5)的全长rDNA序列(GenBank检索号：AY185921)．该cDNA序列长度为1425hp，开放阅读框为585bp，编码194个氨基酸．根据氨基酸序列计算的相对分子质量和等电点分别为22344和9．5．用生物信息学的方法未能得到对该基因功能预测的信息。     

大规模GO注释的生物信息学流程

随着新一代测序技术的不断发展,海量的序列数据将为生物学研究者挖掘基因信息提供巨大的资源.信息挖掘的一项重要工作是对序列进行功能注释,其中最重要的功能注释方式是基因本体论( Gene Ontology,GO)的注释.利用生物信息学方法和软件工具集成了针对EST序列的大规模GO注释流程(large-scale GO annotation pipeline,LSGAP).该流程集合了BLAST、B2g4pipe以及Wego等软件和Swissprot、Nr或Interpro等常用蛋白数据库.用户可以将EST序列通过此流程最终获得可视化的GO分类统计图表,直观地显示基因在不同过程中的参与情况.为了验证LSGAP的准确性,对2007年发表的美洲牡蛎(Crassostrea Virginica)的EST序列进行了LSGAP分析,结果表明GO分析非常准确有效.通过与Blast2go和GoBlast等GO注释软件进行比较,LSGAP流程具有可以本地化运行BLAST、对硬件要求低和运行时间短等诸多优势,因此LSGAP流程是科研人员进行基因功能挖掘的有效工具.     

Bioinformatics, robust realm based upon multidisciplinary knowledge of biological data and computational techniques

The accumulation of the large amount of biological data concerning with gene and protein research has proposed that it is necessary to abstract the biological significance from these data. Then the bioinformatics, equipped with the most advanced computational techniques and supported by the latest biological research, has emerged for this purpose. Some recent information on the developing bioinformatics, associated with the uniform resource location addresses of those available resource sites that support hyper-text or general file transfer protocols on the Internet, from points like bioinformation databases of gene sequence or protein structure, general biocomputing softwares for genome analysis or protein structure analysis, online biocomputing servers dedicated for genomic database search or protein steric structure recognition and prediction, artificial life, etc. is reviewed. There are also other various approaches like Usenet, Newsgroup that focus on their specific topics introduced. Finally, the hottest problems and most gifted respects of the bioinformatics are discussed, whereas the bioinformatics has been regarded as an international cooperation in sciences, as well as a new challenge for life scientists in China.     

人类新基因CHID1的克隆与功能初步研究

使用生物信息学手段,从人公共蛋白质数据库的蛋白质序列中筛选到新的分泌蛋白基因CHID1(Chitinase domain containing 1),该基因定位于人11号染色体短臂15区5带(11p15.5),cDNA长1 182 bp,其编码蛋白共有393个氨基酸。转染COS-7细胞后Western blot实验显示:在细胞培养液中没有检测到CHID1蛋白。对CHID1基因在mRNA水平上进行组织分布考察发现:它在肺、肾、肝、心、胸腺中都有表达,肝中最高。细胞生长曲线揭示,Lovo-CHID1稳定细胞株有生长抑制的现象,而细胞周期分析发现细胞株在G1期发生阻滞。这表明CHID1有可能是个潜在的抑癌基因。     

生物信息学技术克隆并分析新基因STRF7

为进一步研究信号转导相关的新基因片段BE644250,采用生物信息学方法克隆基全长cDNA,并分析了其ORF,电子表达谱,染色体定位等,之后对全长序列进行了实验验证。电子延伸（contig)获得了729bp的延伸产物,含一个典型的74aa的ORF,命名为STRF7。与已知蛋白无明显同源性,部分地相似于人的源框蛋白CDX－4和酵母的转录调节子ADR6,属一新发现的基因;RT－PCR从IL－6刺激后的U937中克隆了STRF7基因,基序列与电子延伸结果安全一致,进一步的分析显示STRF7在多种组织中表达并定位于第6号染色体上,上述结果显示,STRF7是一个新基因,编码含74aa的蛋白,并且是一个潜在的转录因子。     

大青杨PuZFP103基因的序列特征及逆境胁迫的表达分析

【目的】通过研究大青杨(Populus ussuriensis)PuZFP103基因的序列特征及其在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性,为揭示PuZFP103在大青杨生长发育中的功能提供依据。【方法】利用各种生物信息学方法对PuZFP103基因进行分析,采用实时荧光定量 PCR(real time quantitative polymerase chain reaction, RT-qpCR)技术分析PuZFP103基因在不同组织、激素处理与胁迫应答中的表达模式,并用基因枪轰击法进行亚细胞定位分析。【结果】生物信息学分析发现,PuZFP103 CDS序列全长504 bp,编码168个氨基酸。分析得出PuZFP103蛋白含有ZnF-C2H2结构域,其二级结构中α螺旋、无规则卷曲和β-折叠分别占24%、84%和1%。进化树构建图显示,其与同属毛果杨、胡杨、毛白杨及番木瓜聚类到一起,亲缘关系最近。RT-qPCR分析结果显示,NaCl、脱落酸(abscisic acid, ABA)和PEG 6000胁迫处理后PuZFP103基因在大青杨叶和根中的表达量在大多数时间内相对于未处理都有所提高。另外,PuZFP103基因定位于细胞核中。【结论】PuZFP103基因在NaCl、ABA和PEG 6000胁迫处理后呈正调控的应答模式,可能参与了大青杨对渗透胁迫的代谢途径或信号传导,属于逆境胁迫下的调控因子。本研究初步证明大青杨PuZFP103基因与胁迫响应相关,但是关于其信号传导与调控机制需进一步研究。     

国外生物信息学发展动态分析

生物信息学是生命科学倡导的学科发展方向之一，生物信息学的发展涉及多个学科。生物信息学在基因发展、疾病基因诊断、蛋白质结构预测、基于结构的药物设计、药物合成和制药工业中起着极其重要的作用。生物信息的应用大大加快了药物的研究开发进程。国外生物信息学在网络数据库资源建设、软件开发、机构、人才培养、学会和会议、专著、期刊出版等方面均呈现出快速发展的态势。     

Detecting chimeric 5′／3′UTRs with cross-chromosomal splicing by bioinformatics

The 5′/3′ UTRs of mRNA are crucial in translational regulation, and several serious diseases are believed tobe associated with abnormal splicing of these parts of the mRNA sequence. In this work a novel method which usessequence alignment database searching for detecting chimeric 5′/3′ UTRs with cross-chromosomal splicing is reported.Eight highly credible instances of cross-chromosomal splicing have been found using this method, representing additional confirmation of the existence of cross-chromosomal splicing events provided by bioinformatics tools. Since noconserved motif has been found in any of the eight instances,and at the same time current prediction algorithms produceonly trivial secondary structures at the “splicing sites“, it isnot possible to identify any specific signal leading to the splicing.     

Detecting chimeric 5''''l3''''UTRs with cross-chromosomal splicing by bioinformatics

The 5'/3' UTRs of mRNA are crucial in transla-tional regulation, and several serious diseases are believed tobe associated with abnormal splicing of these parts of themRNA sequence. In this work a novel method which usessequence alignment database searching for detecting chi-meric 5'3' UTRs with cross-chromosomal splicing is reported.Eight highly credible instances of cross-chromosomal splic-ing have been found using this method, representing addi-tional confirmation of the existence of cross-chromosomalsplicing events provided by bioinformatics tools. Since noconserved motif has been found in any of the eight instances,and at the same time current prediction algorithms produceonly trivial secondary structures at the "splicing sites", it isnot possible to identify any specific signal leading to thesplicing.     

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

【目的】以杉木幼叶为试验材料,通过克隆杉木ClWRKY44基因,分析其表达特性,为揭示杉木抗逆生理的分子机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆杉木ClWRKY44 基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位研究,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】杉木ClWRKY44 基因的开放阅读框(ORF)为1 776 bp,编码591个氨基酸,具有WRKY结构域。系统进化树分析结果显示ClWRKY44 基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATWRKY44 的亲缘关系较密切,其在杉木的不同器官(叶、根、茎) 中均有表达,嫩叶中的表达量最高,茎中次之,根中最低。低温胁迫处理6 h,ClWRKY44 基因相对表达量最高,约是对照组的79.8倍。干旱胁迫处理24 h,ClWRKY44 基因在高浓度干旱胁迫处理下的相对表达量最高,约是对照组的46.6倍。【结论】杉木ClWRKY44基因编码的蛋白质序列与拟南芥ATWRKY44的同源性很高,在调控植物逆境胁迫应答过程中可以发挥功能,为杉木幼苗生长发育的适应性提供参考。     

桃蚜关键抗性基因挖掘及抗蚜Cry蛋白预测

为了挖掘桃蚜(Myzus persicae)的关键抗性基因并构建抗性调控网络,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)和差异表达基因分析(DEGs)对桃蚜抗性研究的GEO数据库进行分析,筛选出2 426个枢纽基因和2 263个差异表达基因探针.将关键抗性基因在String数据库中进行蛋白质相互作用(PPI)分析,获得154个桃蚜关键抗性基因,并绘制桃蚜的抗性调控网络.结果表明:acpp基因的上调表达可能是大多数Cry蛋白不能有效杀死桃蚜的原因之一;参考抗蚜Cry1Cb2蛋白和11个靶标蛋白的对接规则,通过同源建模和分子对接等生物信息学技术,预测了10个新的Cry蛋白可能对桃蚜具有杀虫活性.