酿酒酵母线粒体蛋白转运系统在立克次体中的同源分析

进化分析表明,与线粒体亲缘关系最近的原核生物是立克次体(Rickettsia prowazekii).搜索酿酒酵母(Saccharom ycescerevisia)线粒体蛋白转运系统的35个亚基在立克次体中的同源蛋白质,仅发现了5个同源蛋白,且它们只属于转运系统在线粒体外膜和基质上的模块,没有发现转运系统在膜间隙和内膜...     

集胞藻PCC6803基因ssl1690缺失突变株的构建

使用BLAST软件对聚球藻PCC7002的裂合酶基因cpcT进行了同源搜索分析,在集胞藻PCC6803中获取了相似程度达68%的同源基因ssl1690.为进一步探讨ssl1690功能,构建了同源缺失突变载体,将其转入蓝藻细胞中,筛选得到基因缺失突变株,并将基因缺失突变株培养于BG11液体培养基中,观察了其生长情况和表型变化.结果表明:基因缺失突变株与野生株相比,生长有所延迟,有漂白现象.通过分离和比较SDS-PAGE电泳突变株与野生株的藻胆体蛋白,发现缺失株存在藻胆体组分蛋白的缺失.故认为集胞藻PCC6803 ssl1690基因功能与光合作用有关,其所编码的蛋白对藻蓝蛋白正常的体内生物合成具有重要作用.     

大规模非对称线性方程组Lanczos算法和精化Lanczos算法的对比

为了得到更加符合大规模非对称线性方程组的求解算法提出了Lanczos算法和精化Lanczos算法的对比分析,利用构建三角矩阵精化向量子空间的Ritz值和投影方式进行精细化对比,发现精化Lanczos算法的精细度高出10~2,接着分析算法的计算速度得出收敛效果的对比结果,在此基础上对比两种算法的时间消耗和内存消耗,得出精化Lanczos算法可以节省约30 s时间消耗和二分之一内存空间消耗的结论,最后通过计算残量值和特征值对比算法计算结果,经过对比分析充分凸显精化Lanczos算法的多方面优势.     

同源建模方法预测蛋白质突变结构的适用性分析

通过从Protein Data Bank(PDB)结构数据库中提取单氨基酸突变的晶体结构,构建了一组无冗余的测试数据集,对目前应用最广泛的两款同源建模预测软件(SWISS-MODEL和MODELLER)进行了测试分析,发现它们对蛋白质的整体结构预测效果良好,均方根偏差小于0.5埃(RMSD0.5),但在突变导致结构显著变化(RMSD1.5)的情况下却均不能得到准确结果.分类统计显示,发生在蛋白质结构内部和极性氨基酸之间的突变结构变化小,两款软件预测效果较好(RMSD1.0).突变导致结构显著变化的可能性不高(5%),但它对蛋白质功能的影响不可忽视,因此应用同源建模方法对于蛋白质突变的模拟并不完全适用,还需要开发新方法来提高准确性.     

同源引物的非等量PCR

为确定引物量对同源引物扩增DNA的影响.将正向引物GFO与同源度为45%、90%、100%、54%、9%的反向引物CR1、CR2、CR3、CR4、CR5分别用于扩增5.9 kb p ET20b-C2-G10-C2模式DNA.等量引物(500 nmol/L)时,CR3和CR4均无法扩增目的条带.而非等量PCR时,将反向引物量降低10倍(50 nmol/L),CR3和CR4均扩增出目的条带,即正向引物量降低10倍时,五对引物均扩增出目的条带.CR3降低100倍、CR4降低10倍扩增DNA最多,经15~20次循环五对引物扩增DNA最多.实验结果表明,非等量PCR通过降低单侧引物量减少引物二聚体形成,从而扩增双链DNA.     

ClC-0氯离子通道蛋白质空间结构的同源建模

Cl C型氯离子通道蛋白质在调节生命体的新陈代谢过程中起着重要作用。在原有蛋白质Cl C-ec1晶体结构的基础上,依据同源建模的原理,借助SWISS-MODEL网络服务器构建了一类重要氯离子通道蛋白质Cl C-0的空间结构,同时对所得结构的合理性进行了分析。通过衡量结构的Z-score值、分析结构的空间坐标波动性以及利用视图软件VMD将建模的Cl C-0结构和模板结构进行比较,发现通过同源建模所得到蛋白质Cl C-0的空间结构符合后续研究的要求,这在很大程度上方便了该类蛋白质的后续计算模拟研究。     

基于文献可视化分析的我国药食同源研究进展

本文以中国知网(CNKI)数据库收录的1 076篇中文文献及Web of Science (WOS)核心合集数据库收录的3 794篇英文文献为研究对象，采用CiteSpace软件对药食同源领域研究现状和趋势进行可视化分析，以期为药食同源科学研究及产业发展提供数据参考。结果表明：药食同源发文数量总体呈上升趋势，尤其是2010年以后快速上升；发文机构共现图谱具有“小集中，大分散”的特点；中、英文文献来源最多的期刊分别是《食品工业科技》和International Journal of Medicinal Mushrooms;中、英文文献中发文量大于20篇的学者分别有22人和35人；对中、英文文献各关键词聚类影响程度最深的分别是“药食同源”和“purification”;2010年以后药食同源研究分支和研究成果大量涌现，新技术和新工艺促进其在食品、药品、保健品等产品中的应用。总体来看，传统药籍挖掘、植物有效成分、栽培技术、新食品工艺、中医药产业和大健康产业发展等是未来研究的热点。     

鸡复等位基因BF2与 β2m的结构解析

为了阐明鸡主要组织相容性复合体I(BF)和β2微球蛋白(β2m)不同复等位基因的分子结构，利用pMAL-p2X/E.coli TB1系统表达了5类不同复等位基因BF2的胞外区和一类新的β2m，并采用纯化、蛋白酶切和Western blot进行了鉴定.最后，采用圆二色谱(CD) 测定了各重组蛋白的二级结构以及同源模建了其三级结构. 5类不同复等位基因的BF2蛋白分子中的α螺旋、β片层、转角和随机卷曲的氨基酸长度分别为69—73,67—72,35—37和94—98. 5类不同复等位基因BF2和一类新的β2m蛋白分子的同源模建揭示了其结构与人和鼠的MHC I类分子类似，但各有其特征性的结构；研究获得了正确折叠、不同复等位基因的BF2和β2m蛋白分子，并为进一步形成BF2-β2m复合体、鉴定抗原表位提供了依据.     

嵌入式GPU滑动聚束SAR实时成像方法

针对SAR实时成像系统的传统计算平台实时性不足与功耗过高的问题，研究了一种基于嵌入式GPU的实现方法.为了充分利用嵌入式GPU中有限的内存资源，提出一种内存分割与重配置方案，采用页锁定内存和zero-copy技术，实现数传-计算并行化处理；为解决实时性问题，在算法并行计算环节，利用共享内存、寄存器等资源实现大规模数据并行.结果表明，在TX2上完成16 384×8 192点滑聚SAR成像处理时间为12.66 s，功耗为15 W.该优化方法也适用于其他模式的雷达处理算法，并可为未来嵌入式实时成像处理提供参考.      

Lotus japonicus共生固氮基因的比较基因组学

以模式植物Lotus japonicus基因组为研究对象,首先应用了现有生物信息学软件BLAST程序对Lotus japonicus的全基因组序列进行了比较分析,鉴定两个序列之间的相似性并将其基因筛选出来;其次结合Blastp的数据结果提供的基因同源信息,和基因在染色体上的位置信息,对其全基因组进行共线性分析确定基因组中由WGD产生的重复基因有2197对,以获得Lotus japonicus多倍化发生的规模高达28.05％;再次在NCBI上初步搜索并获得与共生固氮相关的基因序列有12个同时根据获得的共生固氮相关的基因在四个禾本科物种中进行比较分析,并且对其进行了简单的系统进化分析,发现全基因组倍增可能有利于共生固氮相关的基因家族的扩增.     

高温影响拟南芥减数分裂染色质上5-甲基胞嘧啶的分布（英文）

在许多植物中,DNA甲基化的水平和分布能够影响DNA双链断裂和同源交叉在染色体上的形成和分布.在拟南芥中,高温会抑制DNA双链断裂和联会复合体的形成,从而影响同源交叉的形成和分布.然而,表观遗传修饰尤其是染色体的DNA甲基化是否会影响同源重组对高温的反应尚不清楚.研究利用针对5mC的抗体,对高温处理过的拟南芥前期染色体上5-甲基胞嘧啶（5mC）的分布进行了初步分析.在对照温度下,5mC信号主要位于4’,6-二氨基-2-苯基吲哚（DAPI）染色较深的染色体区域,即异染色质区域.而在高温条件下,5mC在不同的染色质区域的分布均发生了改变,这表明DNA甲基化位置在温度升高的情况下发生了改变.研究结果暗示环境温度升高可能通过改变DNA甲基化在染色体上的分布从而影响DNA双链断裂和/或同源交叉的模式.     

语音识别错误对翻译性能的影响分析

传统的机器翻译模型均基于无噪声环境，即输入的数据是无错误的.但在实际同声传译中，语音识别不可避免会存在错误，这些错误在机器翻译过程中会直接影响其他内容的翻译.因此，统计分析语音识别错误的种类及产生的影响对提高机器翻译的鲁棒性具有指导意义.为了模拟真实语音识别错误，本文通过人工朗读NIST汉英实验测试集，并采用讯飞语音识别系统获取其语音识别结果进行统计分析，主要包括：1)语音识别错误的词性分析；2)语音识别错误的类型分析；3)语音识别错误对翻译性能的影响；4)语音识别错误对其他词翻译的影响.得出的主要结论为：名词和动词出现语音识别错误的次数较多，人名最易出现语音识别错误；同音异形字的语音识别错误出现次数最多；长度较小的句子在翻译时受到语音识别错误影响的程度更加明显；与语音识别错误词距离更近的词的翻译更易受到影响.     

禾本科植物β-淀粉酶基因家族分子进化及响应非生物胁迫的表达模式分析

 β-淀粉酶(beta-amylase,BAM)是一类关键的淀粉水解酶,在禾谷类作物生长发育过程中起着重要作用,与植物多种非生物胁迫响应相关.本研究通过系统发育分析,将水稻、玉米、高粱、谷子、二穗短柄草5 种禾本科植物中共54 个BAM 基因分为10 个同源基因簇,每个同源基因簇都涵盖了这5 个物种,因此推测在禾本科祖先物种中至少含有10 个BAM 基因,并且在禾本科植物分化后没有发生明显的基因丢失事件.基于对编码蛋白质序列的功能分化分析,表明同源基因簇间存在明显的进化速率的差异.对10 个同源基因簇进行了适应性进化检测,发现有3 个同源簇在禾本科植物的进化过程中经历了适应性进化.此外,对水稻β-淀粉酶的表达分析发现,一些β-淀粉酶具有组织特异性表达特征,并且至少有5 个水稻的β-淀粉酶基因具有受到非生物逆境的胁迫而表现出不同的表达模式.本研究结果为进一步探讨禾本科BAM 基因的生物学功能提供了一定的理论基础.     

SLA-I重链分子的表达及结构分析

为研究SLA-I重链分子在pMAL-p2X载体表达条件,从培养基pH值、温度、菌体密度,IPTG浓度、时间5个条件设计了优化条件的实验.SDS-PAGE筛选出在pMAL-p2X系统上表达SLA-I重链分子的最佳条件.并运用EXPASY服务器上的SOPMA法对SLA-I重链分子和HLA-A2进行2级结构的预测,同时同源模建其3级结构.结果表明:pH8.0,37℃,0.2 mmol/L IPTG,培养5 h,D600nm=0.8是SLA-I重链分子蛋白表达的最佳条件.2级结构预测和分析发现,猪和人MHCI类分子重链2级结构成分上非常相似,其同源率远远大于氨基酸的同源率;同源模建发现,猪和人.小鼠的MHCI类分子3级结构非常相似.     

面向新一代神威超级计算机的高效内存分配器

随着应用程序规模的增大，应用程序对计算资源的需求也日益增加，超级计算机为满足这一需求提供了良好的平台。传统的超级计算机主要面向科学计算程序，而近年来应用的多样化对超级计算机的软硬件设计提出了新要求。该文在新一代神威超级计算机上发现了在动态运行模式下内存分配的性能问题，并针对神威的体系结构特征和应用特征，设计了高效的内存分配器——SWAlloc。实验结果表明：SWAlloc可以将超大规模机器学习训练框架八卦炉的内存分配速度提升至多75 839倍；对随机生成的内存分配记录和标准测试程序集PARSEC中的内存分配记录的测试结果，验证了SWAlloc在不同应用上的通用性和高效性，可将神威超级计算机上PARSEC的内存分配效率提升至多51倍(平均提升36%)。SWAlloc已经布署于新一代神威超级计算机上，并用于SWPytorch、 SWTensorFlow等超大规模应用。     

我国新城疫病毒疫苗通过重组影响病毒进化

许多商业新城疫活疫苗被广泛用来阻止我国新城疫病毒的感染.然而,疫苗在我国新城疫病毒群进化过程中所起的作用鲜为人知.为了确定在我国广泛应用的新城疫疫苗是否对该病毒进化进程产生影响,在本研究中,我们对在我国流行的新城疫病毒进行了系统发生和重组分析,获得了一系列NDV株间同源重组的证据.一些重组株的部分遗传物质被发现可能来自疫苗株,这些结果证实疫苗可能通过同源重组影响我国新城疫病毒的进程.由于疫苗与流行株之间的重组可能导致出现疫苗接种失败的后果,因此,在临床上应当尽可能避免疫苗与野生株之间的重组.故在NDV防治过程中,应该采用合适的免疫程序避免这种重组的发生.     

SLA-Ⅰ重链分子的表达及结构分析

为研究SLA-Ⅰ重链分子在pMAL-p2X载体表达条件,从培养基pH值、温度、菌体密度、IPTG浓度、时间5个条件设计了优化条件的实验.SDS-PAGE筛选出在pMAL-p2X系统上表达SLA-Ⅰ重链分子的最佳条件,并运用EXPASY服务器上的SOPMA法对SLA-Ⅰ重链分子和HLA-A2进行2级结构的预测,同时同源模建其3级结构.结果表明：pH8.0,37℃,0.2 mmol/LIPTG,培养5 h,D600 nm=0.8是SLA-Ⅰ重链分子蛋白表达的最佳条件.2级结构预测和分析发现,猪和人MHCⅠ类分子重链2级结构成分上非常相似,其同源率远远大于氨基酸的同源率;同源模建发现,猪和人、小鼠的MHCⅠ类分子3级结构非常相似.     

基于AP算法的多物种同源功能模块挖掘算法

提出了一种多物种代谢网络同源功能模块的挖掘算法.依据物种间的亲缘关系,给出一种新的化合物相似度定义方式,使用AP算法进行模块的初始划分,然后按照模块的同源系数逐层进行重叠扩展.使用65种不同生物的代谢网络进行实验研究,结果表明：得到的保守功能模块与KEGG数据库提供的参考功能模块具有较高匹配率,外围功能模块体现了功能模块在不同物种内的分布差异,验证了算法的有效性.     

用于骨移植的hCbfa1重组腺病毒载体的构建

克隆hCbfa1的cDNA基因,构建其重组腺病毒载体,以用于研究hCbfa1腺病毒载体在人造骨移植中的作用.将hCbfa1的cDNA目的片段插入腺病毒柯氏质粒PAxCAwt中,再将此质粒与腺病毒DNA末端蛋白复合物共转染293个细胞,通过同源重组构建hCbfa1重组腺病毒载体.重组得到的阳性克隆经酶切、测序鉴定正确,包装纯化后,检测得病毒滴度为2×109PFU/mL,从而成功地构建了hCbfa1重组腺病毒载体,为下一步应用到人造骨移植的转基因治疗打下了基础.     

短小芽孢杆菌木聚糖酶的同源建模及分子动力学模拟

克隆并测序来源于短小芽孢杆菌的木聚糖酶基因,测定其编码产物的理化件质并鉴定其表达产物为常温酶蛋白.利用同源建模构建出具有较高精度的三级结构模型,并进行优化和评估.利用分子动力学模拟木聚糖酶基因对热不稳定的分子机制,了解影响该酶热稳定性的因素,寻找对热不稳定性的区域.通过与嗜热木聚糖酶比较发现,两者在3个区域的分子动力学...