面肩肱肌营养不良区基因FRG1的生物信息学研究

利用生物信息学数据库和分析工具,对人面肩肱肌营养不良相关基因FRG1和蛋白质(FRG1P)进行了较全面的分析,探讨生物信息学在人类疾病和健康相关基因研究中的作用.以人类基因数据库为基础,利用BioEdit,DNAMAN,Vector NTI等工具软件以及SMART,InterProScan,CPHmodels等在线工具,对FRG1P进行了基本性质分析、分子进化分析、三维结构建模、相互作用蛋白预测.生物信息学分析结合文献查询,对FRG1P的分子生物学给予较全面的评述,FRG1P是研究分子进化的很好的材料.     

水稻OsPPDK基因的克隆及生物信息学分析

利用比较基因组学方法,通过小麦TaNAM基因序列来设计引物,在早衰水稻品系金23B中寻找TaNAM的同源基因.对获得的c DNA片段进行序列比对分析,发现其与丙酮酸磷酸双激酶(Pyruvate phosphate dikinase,PPDK)基因高度同源,因此将其命名为OsPPDK(Oryza sativa PPDK).为进一步探索OsPPDK基因的功能及其与叶片衰老的关系,根据水稻预测OsPPDK基因序列设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆出OsPPDK基因的编码区,并进行生物信息学分析.结果表明:该基因全长为3 515 bp,包含一个完整的ORF,编码区长2 844 bp,编码947个氨基酸,分子量为102. 79 k D,所编码的氨基酸序列与其他已知的植物来源的PPDK基因相比,相似性大多在80%以上.在PPDK基因所编码的氨基酸序列中,发现了一个PEP利用酶位点信号,3个N-糖基化位点和15个酪蛋白激酶II磷酸化位点,12个蛋白激酶C磷酸化位点,2个酪氨酸激酶磷酸化位点和一个PEP利用酶位点.同时推测出多肽链中有规则重复的构象,并同源建模PPDK蛋白整条肽链的三维空间结构.     

欧美杨PdMODD基因克隆与表达特性分析

【目的】研究杨树重要胁迫响应新基因,为揭示杨树抗逆分子机制、培育优良抗逆杨树新品种提供理论依据。【方法】基于水稻MODD氨基酸序列,通过BLAST在美洲黑杨基因组中筛选得到3条基因(Podel.08G114100、Podel.10G158900和Podel.17G098500),并以其序列为参考,以‘渤丰3号’杨cDNA为模板克隆得到3条基因(PdMODD1、PdMODD2和PdMODD3)。利用生物信息学分析PdMODD蛋白的结构特征及与其同源蛋白的亲缘关系。通过基因枪轰击法分析PdMODD基因亚细胞定位。采用实时荧光定量(qRT-PCR)技术,分析PdMODD基因组织特异性和不同胁迫条件下的的表达模式。【结果】PdMODD1~3基因的开放阅读框(ORF)全长分别为1 065、1 065和1 074 bp,编码354、354和357个氨基酸,均为不稳定的亲水性蛋白。PdMODD基因均为NINJA家族成员,含有3个保守结构域,其中一个为转录抑制基序EAR。系统进化树分析显示,PdMODD1蛋白与毛果杨PtAFP2亲缘性较高并与拟南芥AtAFP1和木薯MeAFP2位于同一个分支;PdMODD2蛋白与麻疯树JcAFP2亲缘关系最近,并与拟南芥AtAFP2聚成一个分支;PdMODD3与毛果杨PtAFP3-1亲缘关系最近,与栓皮槠QsAFP3、拟南芥AtAFP4属于同一分支。亚细胞定位结果表明PdMODD基因均定位于细胞核。组织特异性分析显示,PdMODD1~3在根、茎、叶中均能表达,且在叶中表达量最高,根中表达量最低。胁迫响应表达模式结果显示,NaCl和聚乙二醇(PEG)胁迫处理下,PdMODD1~3在根、茎、叶组织中主要为显著上调表达。【结论】PdMODD1~3均为NINJA家族成员,含有保守的转录抑制基序EAR,具有组织特异性,在叶中高表达,且能被NaCl和PEG胁迫显著诱导表达,推测PdMODD1、PdMODD2 和PdMODD3可能会在‘渤丰3号’杨对盐和干旱胁迫响应中发挥重要的调节作用。     

基于生物信息学构建前列腺癌单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络

利用生物信息学筛选差异表达基因（Differentially Expressed Genes,DEGs）,构建前列腺癌（Prostate Cancer,PCa）单细胞层面lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,在分子水平上研究前列腺癌的发生发展过程及预后指标。首先从基因表达综合数据库（GEO）和癌症基因组图谱（TCGA）数据库分别下载单细胞RNA测序数据GSE157703和转录组测序数据TCGA-PRAD,通过R语言筛选差异表达信使RNA （DEmRNA）和差异表达长非编码RNA （DElncRNA）,利用相关软件预测并构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;然后使用R语言进行基因本体论（Gene Ontology,GO）和京都基因与基因百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）分析,运用STRING数据库、Cytoscape软件建立蛋白相互作用网络,同时对单细胞RNA测序数据进行质控、降维、聚类和分群,构建单细胞层面的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络;最后进行生存分析,通过人类蛋白质图谱进行验证。结果显示,共得到3 013个DEmRNA和1 101个DElncRNA,筛选出51个lncRNA、27个miRNA和97个mRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA调控网络。GO分析揭示靶基因在腺状细胞迁移、化学突触传递的调节等生物学过程富集,KEGG分析揭示miRNA在癌症、轴突导向和胞间的黏附等信号通路富集。通过PPI得到Top 10基因,据此整合单细胞水平上PCa单细胞转录组测序数据,得到包括肿瘤细胞在内的9个细胞群的多条精确的lncRNA-miRNA-mRNA调控轴。生存分析结果显示,ITGA2、PDLIM5H和PRRG4低表达组的无病生存期显著高于高表达组（P<0.05）,免疫组织化学验证了上述基因在肿瘤组织中均有不同程度的表达。本研究成功构建了PCa单细胞水平的lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,并发现其不仅参与PCa的发生和发展,同时在临床预后预测方面也有重要意义。     

细菌脂多糖中GDP-colitose糖合成基因的预测、克隆及表达鉴定

colitose糖存在Salmonella enterica O50、S.enterica O35、E.coli O111、E.coli O55和Vibrio choleraeO139等少数几种细菌的O-抗原中.GDP-colitose糖的合成酶基因分别为wbdJ、wbdK和gmd.用PCR的方法扩增出三种基因的片断,克隆到表达载体pCAL-c中,从而构建了表达质粒pLW1、pLW4、pLW7,转化到大肠杆菌BL21-Gold中,获得工程菌株B10,B11,B12.IPTG诱导表达,纯化得到三种电泳纯的表达产物,分子量分别约为35kD,44kD,42kD,与预测结果相似.     

利用NCBI相关资源电子定位基因的方法和实践

介绍了在NCBI上与电子定位基因有关的主要生物信息学资源，以人胰核糖核酸酶基因为例，探讨了运用生物信息学在NCBI中电子定位基因的几种方法。     

生物信息学分析在非小细胞肺癌关键通路和基因鉴定中的应用

目的 通过高通量平台筛选差异表达基因间的相互联系和其相互作用的途径.方法 从高通量基因表达数据库(GEO)下载原始数据,比较非小细胞肺癌患者与健康样本的基因表达谱,确定差异表达基因(Differential Gene Expression,DEGs)和差异表达的microRNAs(DEMs).随后利用GeneSprin...     

慈竹CCoAOMT基因的克隆及生物信息学分析

咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶是木质素生物合成过程中的关键酶之一。该研究以慈竹嫩茎为材料,采用RT-PCR及RACE方法,克隆CCoAOMT基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明:1个慈竹CCoAOMT基因cDNA全长序列被成功克隆,该序列全长为1 080 bp,含有1个777 bp的读码框,编码了1个包含258个氨基酸的蛋白质,分子质量约为28.861 ku,等电点为5.33,二级结构中α-螺旋占42.25%,β-转角占8.91%,延伸链占15.89%、无规则卷曲占32.95%。对氨基酸多序列比对发现,慈竹与绿竹的CCoAOMT1基因亲缘关系最近,但慈竹CCoAOMT基因编码的氨基酸与绿竹相比,在第10位点上发生了缺失,5个位点发生了变异。慈竹、绿竹、毛竹、玉米CCoAOMT基因编码的氨基酸中都含有1个相对保守的无序化区域。NaC-CoAOMT1基因组织表达结果表明,其在未展开叶、笋上部和中部、茎的上部和中部的表达量较高。笔者将克隆并获得的慈竹木质素合成酶CCoAOMT基因全长序列(GenBank注册号为JF742462)命名为NaCCoAOMT1,分析认为其可能与慈竹木质素生物合成有关。     

杨焕明 持续解读生命密码

<正>音乐家使用音符组成美妙的音乐;诗人凭借字句的安排咏出千古绝唱;基因测序研究者,则利用基因解读生命的密码,向人类探索生命本源的终极梦想不断迈进。杨焕明院士无疑是中国人类基因组计划的领军人物之一,在世界上首次利用全基因组"霰弹法"策略对大型植物基因组进     

褐环乳牛肝菌低亲和力磷酸盐转运蛋白SlLPT的生物信息学分析

褐环乳牛肝菌作为针叶树种上重要的外生真菌,为宿主植物提供着重要的营养元素和水分。然而,对于该菌为宿主植物提供磷营养元素的机制尚不清楚。研究基于酿酒酵母中已经报道的低磷转运受体蛋白PHO87、PHO90、PHO91的氨基酸序列,对褐环乳牛肝菌蛋白质数据库进行Blastp比对,以及关键词搜索,明确该菌中存在相同的蛋白,将其命名为Sl LPT蛋白。Sl LPT具有12个跨膜结构,为疏水性蛋白,亚细胞定位均在液泡上。研究明确了褐环乳牛肝菌Sl LPT的基本特征,也为后续解析外生真菌为宿主植物提供磷营养的机制提供重要的理论支持。