人类和黑猩猩染色体同义和非同义替代的非平行累积(英文)

为了揭示灵长类染色体的进化动态,以小鼠和狗作为外群,使用比较基因组学和生物信息学的方法,详细分析了人-小鼠、人-狗、黑猩猩-小鼠、黑猩猩-狗中的16427,15161,15802和14559同源基因.结果表明,人类和黑猩猩染色体16,19,21和22上的基因具有显著高的同义替代速率(dS).分析人类-小鼠-狗和黑猩猩-小鼠-狗的同源基因,发现不同系谱基因碱基的同义和非同义替代速率(dN)是相似的,揭示了这些物种基因的碱基替代速率经历着相似的进化选择压力.此外,结果也表明局部染色质环境(GC含量和基因密度)和染色体重组速率对人类染色体碱基替代的累积也有显著影响.     

被子植物SQUA类基因适应性进化的统计检测

SQUAMOSA(SQUA)类基因是MADS-box基因家族中参与花被发生发育的重要基因.测定了麻竹的SQUA基因序列并分析了被子植物中SQUA类基因的系统发育式样;采用相对速率检验、同义与非同义置换位点统计以及似然比检验方法,分析了单子叶和真双子叶植物最近共同祖先中SQUA基因发生基因重复后的进化速率与适应机制.结果表明:真双子叶植物分支中SQUA类基因的相对速率和同义与非同义置换位点均显著高于单子叶植物分支;同时, dN/dS值表明真双子叶植物分支中可能存在正选择压力.     

白鹭MHCⅡDABⅠ基因第二外显子的多态性与进化

克隆测序白鹭(Egretta garzetta)5个种群138份个体组织样本的主要组织相容性复合体Ⅱ类B基因(MHCⅡDABⅠ)第二外显子(exon2)序列,分析探讨exon2的多态性、进化选择、系统关系和种群遗传结构.主要结果如下:白鹭MHCⅡDABⅠexon2序列长度为270bp,共计定义了139个等位基因;序列分析显示exon2有101个核苷酸变异位点(37.4%)和31个氨基酸变异位点(34.4%);基于贝叶斯法构建的系统树显示白鹭MHCⅡDABⅠexon2有5个高支持率的谱系;肽结合位点(PBR)、非肽结合位点(non-PBR)的非同义替换率(dN)和同义替换率(dS)比值计算显示,PBR的dN/dS为1.99(p0.05),而non-PBR的dN/dS则略小于1(p0.05),表明白鹭MHCⅡDABⅠexon2受到正选择作用;根据等位基因在群体中的分布频率作分子方差分析(AMOVA),得到群体间分化指数(FST)为0.194 1(p0.000 1),提示白鹭MHCⅡDABⅠexon2存在显著的种群遗传结构分化.     

基于MHC-DRB部分序列对不同地区中缅树鼩遗传多样性的研究

基于中缅树鼩的主要组织相容性复合体基因,探讨中缅树鼩的遗传多样性.结果显示:中缅树鼩MHC-DRB内含子4基因扩增出的序列大小为168bp,其中河口种群的核苷酸多样性(π)和平均核苷酸变异数(K)最高,海南种群的单倍型多样性(Hd)最大.核苷酸多样性、平均核苷酸变异数最低的是兴义种群,单倍型多样性最低的是勐腊种群.中缅树鼩MHC-DRB外显子2基因的实验结果表明多态位点数最大值和最小值分别是兴义种群(87)、乐业种群(44);核苷酸多样性最大值和最小值是兴义种群(0.086 68)和乐业种群(0.219 86).非同义突变/同义突变(dN/dS)的结果表明总体样本经历了正选择.说明中缅树鼩MHC-DRB基因具有很高的遗传多样性,中缅树鼩的MHC-DRB基因在历史进程中经历了正选择.     

基因进化过程中核苷酸替代模型的比较分析

DNA序列中核苷酸替代数的估计是测定基因间进化距离的数学统计方法,是研究基因进化的基础.由于DNA分子包含多种序列区域等原因,核苷酸序列的替代模式比较复杂.最基本的核苷酸序列替代模型是p-距离模型J、ukes-Cantor模型、Kimura两参数模型.在此基础上衍生出其它一系列模型,如Tajima-Nei模型、Tamura模型、Tamura-Nei模型等.这些数学模型在拟合DNA序列进化的真实度时各有特点.这些模型中都假定各个位点的核苷酸替代速率一致,但实际情况并非完全如此,而是核苷酸的替代速率近似地遵循Г分布.     

同义密码子的频率分布

本文提出了关于同义密码子非无规分布的一个机制,从主方程出发,如果只考虑同义突变由图论方法证明了密码子的均匀分布,但是如果考虑了不同氮基酸间的突变,便可导出同义密码子的非无规分布。后者反映了选择约束对密码子分布的影响。     

同义密码子非随机使用的理论模型

利用ｋ＝２时分子序列进行模型研究了同义密码子的非随机使用，讨论了密码子使用频率以及信息参数Ｄ１，Ｄ２和Ｘ与选择力参数的依赖关系，另外，考虑到氨基酸相似因子，建立了密码使用频率的一个相似突变模型，研究了同义密码子的非随机使用。     

蝎α—毒素的分子进化：加速突变与功能趋异

蝎α－毒素为一类空间结构高度相似而药理学功能趋异的蛋白质家族。cDNA序列分析表明蝎α－毒素5′非翻译区和信号肽编码区序列的保守性显著高于成熟毒素编码区，3′非翻译区在药理学组内高度保守。而且，成熟毒素编码区密码子第1，2和3位核苷酸突变率相似。非翻译区内每个位点的核苷酸替代数（K）小于成熟毒素编码区内每个同义位点的核苷酸替代数（Ks)，而且成熟毒素编码区内每个非同义位的核苷酸替代数（Ka)接近或大于Ks值。上述数据表明，蝎α－毒素成熟肽编码区内的突变为加速进化方式。这一结论进化树结果的支持。此外，研究还表明稳定3D结构的15个保守性残基靠近分子内部，这可能作为蝎α－毒素结构性限制因素在进化过程中维持CSαβ结构的恒定；4个热点突变区分布于分子表面的潜在功能区，表明正性Darwin选择驱动了蝎α－毒素的加速进化。研究结果合理地解释了蝎α－毒素保守性3D结构与趋异的药理学功能之间的关系。     

基于监督学习的同义关系自动抽取方法

目的 解决从大规模文本中自动获取同义关系.方法 将同义关系抽任务取看成一个二值分类问题,将其分为训练阶段和抽取阶段,共4个处理模块:预处理、特征生成、模型训练和分类.结果 提出并建立了一种新的同义关系抽取模型,并给出了该模型的关键实现算法.结论 提出的方法 比基于模板方法 的F1值高出了24.4%,大幅度提高了同义关系抽取结果 的精度.同时提出的方法 有效地改善了基于模板方法 领域自适应性差的缺点,所定义的特征和特征的权重计算更适合于判定学习算法.     

牦牛和黄牛睾丸组织Prdm9基因cDNA序列的比较

为比较牦牛与普通牛Prdm9基因的序列特征,采用RT-PCR和3’-RACE方法,从牦牛和黄牛睾丸组织总RNA中分别获得Prdm9基因的部分cDNA序列,经过拼接后获得了牦牛和黄牛Prdm9基因的完整cDNA序列,长度分别为2580bp和2421bp,编码序列长度均为2091bp,共编码696个氨基酸,氨基酸序列相似性为98.56%.分析显示,牦牛和黄牛Prdm9基因开放阅读框有10个核苷酸同义突变和10个单核苷酸多态性(SNPs),并导致10个氨基酸差异,其中4个位于锌指域.研究结果表明,牦牛和黄牛Prdm9基因结构特征类似,但在锌指域存在一些氨基酸差异,可能会影响该基因的功能.     

可替代性服务备件的末次备货问题研究

研究了相互替代情况下服务备件的末次备货问题.假定替代率固定,建立了两种相互替代服务备件的库存模型,以厂商费用支出最低为优化目标,给出了目标函数的性质和求解过程,并进行了实例演算.     

北太平洋红鱿鱼营养成分分析及评价

以北太平洋红鱿鱼为研究对象,通过化学分析法和仪器分析法测定其营养成分。结果表明,北太平洋红鱿鱼的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分的含量分别为78.11%、17.48%、2.31%、1.72%。北太平洋红鱿鱼含有18种氨基酸,氨基酸总量占蛋白质量的86.09%,其中必需氨基酸占36.75%,含有人体所需的全部10种氨基酸,占氨基酸总量的74.46%,符合FAO/WHO的理想模式;其呈味氨基酸占氨基酸总量的38.76%。北太平洋红鱿鱼富含多不饱和脂肪酸,占脂肪酸总量的51.71%,其中EPA和DHA含量极其丰富,共占脂肪酸总量的46.13%。同时含有丰富的Na、K、Mg、P、Zn等元素。北太平洋红鱿鱼蛋白质、多不饱和脂肪酸含量高,必需氨基酸含量丰富,是营养价值较高的一种海产品。     

Genetic typing of mitochondrial DNA in sheep (Ovis aries )

Using PCR-RFLP and DNA sequencing, this study confirmed that HinfI polymorphism in the ovine mitochondrial COI gene resulted from the T-C substitution at the nucleotide 234 but this mutation did not encode another amino acid, which was actually a synonymous mutation. This single nucleotide polymorphism can be used as gene typing marker for mitochondrial genome in the research of the interactions between mitochondria and nucleus, extranuclear gene effects, and as molecular discriminating marker for embryo or individual in the research area of gene transfer and animal cloning.     

Pattern of nucleotide substitution at major histocompatibility complex class I loci reveals overdominant selection

The major histocompatibility complex (MHC) loci are known to be highly polymorphic in humans, mice and certain other mammals, with heterozygosity as high as 80-90% (ref. 1). Four different hypotheses have been proposed to explain this high degree of polymorphism: (1) a high mutation rate, (2) gene conversion or interlocus genetic exchange, (3) over dominant selection and (4) frequency-dependent selection. In an attempt to establish which of these hypotheses is correct, we examined the pattern of nucleotide substitution between polymorphic alleles in the region of the antigen recognition site (ARS) and other regions of human and mouse class I MHC genes. The results indicate that in ARS the rate of nonsynonymous (amino acid altering) substitution is significantly higher than that of synonymous substitution in both humans and mice, whereas in other regions the reverse is true. This observation, together with a theoretical study and other considerations, supports the hypothesis of overdominant selection (heterozygote advantage).     

Statistical analysis on adaptive evolution of SQUA genes in angiosperms

SQUAMOSA (SQUA) subfamily includes important perianth identity genes of MADS-box gene family. SQUA genes of Dendrocalamus latiflorus were sequenced, and phylogenetic form on SQUA genes in angiosperms was analyzed. Relative rate and adaptive evolution after SQUA gene duplication in recent common ancestor of monocots and eudicots were analyzed using the methods of relative rate test, statistic on synonymous and non-synonymous coden substitution sites and likelihood rate test. The results show that both of relative rate and synonymous and non-synonymous coden substitution in eudicot clade are significantly higher than those in monocot clade, and the value of dN/ds uncovered possible positive selective pressure in eudicot clade.     

Large differences in the helix propensities of alanine and glycine

The standard view of alpha helix formation in water, based on helix propensities determined by the host-guest method, is that differences in helix propensity among the amino acids are small, except for proline, and that the average value of the helix propagation parameter s is near 1. A contradictory view of alpha helix formation in water is emerging from substitution experiments with short, unique-sequence peptides that contain only naturally occurring amino acids. Short peptides that contain only alanine and lysine, or alanine and glutamate, form surprisingly stable monomeric helices in water and substitution of a single alanine residue by another amino acid in these or related peptides produces a wide range of changes in helix content, depending on which amino acid is substituted for alanine. We show here that the ratio of the helix propensities of alanine to glycine is large, about 100, in substitution experiments with a 17-residue reference peptide containing alanine and lysine. The helix propensity is identified with s, the helix propagation parameter of the statistical mechanics model for alpha helix formation, and the results are interpreted by the Lifson-Roig theory. Single alanine----glycine substitutions have been made at a series of positions in individual peptides. The helix-destabilizing effect of an Ala----Gly substitution depends strongly on its position in the helix, as predicted by the Lifson-Roig theory if the ratio of s values for Ala:Gly is large.     

分子序列的突变危险性与遗传密码的编码规则

定义了分子序列（碱基序更和对应的氨基酸序列）的突变危险性函数，通过危险性函数的极小化可以导出遗传密码的简并规则，终止密码子在密码表上的位置及亲－水畴排布，氨基酸在密码表上的定位接近标准密码表，各个生物类别的突变危险性函数值差别不超过５％，可看作守恒量，Ｒａｓ家庭癌基因产物具有较大的突变危险性函数值，这提示分子序列的突变危险性函数可能有重要的应用价值和理论意义。     

青葙种子蛋白质氨基酸的分析研究

对青葙种子的蛋白质与氨基酸进行了研究，测得其粗蛋白的含量为20.8%，含有18种氨基酸，其中有营养必需的8种氨基酸，并根据模式蛋白质，应用模糊识别分析法与化学分析法对青葙种子蛋白质营养价值进行了评价。     

考虑要素替代弹性时技术进步影响劳动生产率变动的测定

从要素替代弹性的角度推导了技术进步影响劳动生产率变动的不同测定模型,并在此基础上进行了模型的应用及比较分析。     

计算变异学创立背景及其用途

为了克服生物信息学和计算生物学中字母或数字不受序列长度、氨基酸组成和位置、相邻氨基酸影响的缺陷,根据自然界普遍存在的随机性原理,创立计算变异学。计算变异学用氨基酸对可预测性、氨基酸分布概率和变异概率3种方法量化整个蛋白质及每个氨基酸,用活的、动态的测量指标量化分析蛋白质。计算变异学方法可以应用于研究蛋白质进化、遗传病定量诊断,分析蛋白质结构与功能、药物设计和病毒变异预测等领域。