Bow-tie topological features of metabolic networks and the functional significance

Exploring the structural topology of genome-based large-scale metabolic network is essential for in- vestigating possible relations between structure and functionality.Visualization would be helpful for obtaining immediate information about structural organization.In this work,metabolic networks of 75 organisms were investigated from a topological point of view.A spread bow-tie model was proposed to give a clear visualization of the bow-tie structure for metabolic networks.The revealed topological pattern helps to design more efficient algorithm specifically for metabolic networks.This coarse- grained graph also visualizes the vulnerable connections in the network,and thus could have important implication for disease studies and drug target identifications.In addition,analysis on the reciprocal links and main cores in the GSC part of bow-tie also reveals that the bow-tie structure of metabolic networks has its own intrinsic and significant features which are significantly different from those of random networks.     

贵州草海鲫鱼Spo11基因的克隆、生物信息学和表达分析

【目的】探索环境内分泌干扰物壬基酚(Nonylphenol,NP)对贵州草海鲫鱼(Carassius auratus)Spo11 基因表达的影响。【方法】通过PCR方法克隆实验鱼Spo11 基因,利用生物信息学方法分析SPO11蛋白的氨基酸序列、理化性质和结构特点;并设置1个对照组和低、中、高共3个不同剂量NP处理组,用NP质量浓度分别为0,25,50和100μg·L-1的水体浸浴实验鱼28d后,检测各组实验鱼Spo11 基因的表达情况。【结果】Spo11 基因c DNA序列长度为1471bp(Gen-Bank登录号:MF66470),包括66bp的5′非翻译区、编码383个氨基酸的1152bp的开放阅读框和253bp的3′非翻译区。预测SPO11蛋白质相对分子质量为43.23k Da,等电点IP为6.89,主要由亮氨酸、丝氨酸和缬氨酸组成。该蛋白是含有信号肽的不稳性亲水蛋白,二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。与对照组实验鱼的Spo11 基因相对表达量相比,中剂量和高剂量的NP处理组实验鱼Spo11 基因相对表达量均有所升高,与前者的差异均具有统计学意义(p<0.05)。【结论】环境内分泌干扰物NP可以影响贵州草海鲫鱼Spo11 基因的表达。
     

长春系统生物学国际研讨会

为了促进国内生物信息学在教学、科研等方面与国际同行间的交流，进一步推动我国在系统生物学方面的研究，由美国佐治亚大学系统生物学研究所所长徐鹰教授倡议，吉林大学计算机科学与技术学院、基础医学院、生命科学学院、分子酶学工程教育部重点实验室联合主办，于2007年6月20-21日在长春召开了“长春系统生物学国际研讨会（ChangchunInternationalWorkshoponSystemsBiology）”。     

印度生物工程的研究与应用

印度生物工程的研究与应用生物工程引人注目的发展为利用各种生物保护人类的利益开创了新天地。自然资源所付予的天然财富能被用来生产出更好的产品，并能导致经济财富，保护改善人们的生活水平。出于此目的，生物技术部门正在得到大力支持，加强研究和开发，进行示范和人...     

胃癌耐药相关hsa-miR-194-5p的靶基因预测及生物信息学分析

目的：研究胃癌耐药相关hsa-miR-194-5p的靶基因，并分析其参与的生物学过程和信号转导通路，为胃癌耐药机制的表观遗传学研究提供前期基础.方法：通过NCBI数据库检索hsa-miR-194-5p的基本信息；使用预测数据库预测hsa-miR-194-5p的靶基因；使用DAVID数据库对靶基因集合进行功能富集分析(GO)和信号转导通路富集分析(KEGG).结果：成熟的miR-194-5p序列多个物种之间具有高度保守性.预测靶基因共325个，参与的生物学过程主要有Golgi组织和细胞对DNA损伤刺激的反应(P<0.01),分子功能包括泛素蛋白连接酶结合和泛素介导的蛋白水解(P<0.01),细胞组分富集在细胞核和细胞表面，调控包括TGF-β和WNT等多条信号转导通路(P<0.01).结论：miR-194-5p的靶基因SMURF1、 RAC1、MAPK1与胃癌细胞的增殖密切相关.     

猪链球菌2型98HAH33株脂蛋白的in silico方法鉴定

为鉴别已公布基因组序列的SS2 98HAH33株的脂蛋白,以研究脂蛋白在SS2致病过程中的作用,首先利用PrositeScan和DOLOP脂蛋白预测软件预测98HAH33株的脂蛋白,采用SignalP 3.0 HMM,PrediSi,Phobius和LipoP-HMM分析预测的脂蛋白的信号肽,然后经"多数票决法"鉴定脂蛋白,最后利用InterProScan和BlastP服务器对鉴定的脂蛋白进行功能分析.结果鉴定出31种脂蛋白,占SS2致病株98HAH33蛋白质组的1.465%.功能分析结果表明,共有16种脂蛋白是ABC转运体的底物结合蛋白(SBP),9种SBP基因与其相应通透酶和ATPase基因组成完整ABC转运体的操纵子,参与氨基酸、金属离子、核苷、无机盐等的运输;7种具有与数据库酶域相匹配或经BlastP比对与其他酶有一致性;5种为假定的蛋白;3种脂蛋白具有其他功能.这些资料提示脂蛋白在SS2的生理和致病性方面具有重要作用.     

黄芩治疗主动脉夹层作用机制的预测及相关mRNA-miRNA-lncRNA网络构建

目的 通过网络药理学方法探究黄芩治疗主动脉夹层(AD)的作用机制及其调控的mRNA-miRNA-lncRNA网络构建.方法 采用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)挖掘黄芩活性成分及预测靶点，通过挖掘GEO数据库，使用GEO2R分析筛选AD差异表达的mRNAs,运用StarBase v2.0、miRTarBase、Mircode在线分析软件进行mRNA-miRNA-lncRNA调控网络整合分析.借助Cytoscape 3.8.0软件与STRING数据库构建活性成分-靶点网络、三元转录网络及蛋白互作网络，并行GO功能及KEGG通路富集分析，最后予以分子对接评估.结果 筛选出黄芩活性成分32个，其中23个靶点与AD相关.得到由11个关键mRNAs、27个关键miRNAs及340个关键lncRNAs构成的三元转录网络.富集分析结果显示，这些靶点主要通过IL-17、p53、TNF、FoxO和NOD样受体等信号通路发挥细胞增殖凋亡调控、转录调节、炎症反应和抗氧化活性作用.分子对接结果显示，汉黄芩素、β-谷甾醇、黄芩素和豆甾醇等主要活性成分均能与核心靶点IL6、MAPK14较好地结合.结论...     

面向Yarn规范的蛋白质折叠模拟计算并行化算法

为了提高生物信息学中蛋白质折叠模拟计算的速度,提出了面向Yarn(Yet Another Resource Negotiator)规范的蛋白质折叠模拟计算并行化算法Yarn_PERM。分析了蛋白质折叠的格点模型PERM算法的运行流程及其面向Map-Reduce的子任务划分方式。Yarn_PERM算法实现采用Hadoop2.0的Yarn框架作为工作平台,其资源的分配与调度、应用子任务的申请和子任务的具体执行都由Yarn来透明的完成;描述了Yarn_PERM算法的Map程序与Reduce程序及主控程序的功能实现。选择了一个有代表性的蛋白质序列数据作为案例程序进行了测试。实验结果表明：在相同的时间内Yarn_PERM比PERM串行计算、Map-Reduce的PERMS计算在能量最低寻优的吞吐量上明显增加,加速比和可扩展性上也有明显的优势。     

竹叶花椒TPS基因家族全基因组分析

为了探究香料植物TPS基因家族的潜在功能,本研究以香料植物竹叶花椒(Zanthoxylum armatum DC.)为材料,利用生物信息学方法对其萜类合成酶基因家族的理化性质、基因重复类型、亚细胞定位、进化关系、染色体定位与共线性、基因结构和基因表达进行了系统地分析.我们在竹叶花椒全基因组中共鉴定到53个TPS基因家族成员,它们编码蛋白氨基酸长度为173～859 aa,分子量为20.21～98.44 kDa,等电点范围在4.87～9.10,主要定位于细胞质和叶绿体当中.进化分析显示,ZaTPSs可以划分为6个亚家族,TPS-a和TPS-b亚家族的成员最多.其中48个成员都包含TPS家族的保守基序motif1.染色体定位与共线性分析显示,53个成员在11条染色体上不均匀分布,存在4处串联重复,共线性分析证明竹叶花椒与其同科物种甜橙[Citrus sinensis(L.) Osbeck]的TPS基因有更近的基因进化关系.基因表达差异分析显示,ZaTPSs有一定的组织表达特异性,在幼花中表达量最高,其次是果皮.这些研究结果表明TPS基因家族在竹叶花椒果皮挥发油的合成和防御等方面发挥了重要作用...