专题: 生物信息学

随着高通量高分辨率组学技术的发展, 以基因组学、蛋白组学、代谢组学等为代表的海量生命组学数据随之大量产生, 相关的信息挖掘算法和系统生物学研究成了生物信息学发展的新热点. 一方面, 现代生命科学的发展已经越来越离不开信息科学的支撑, 需要信息科学领域的学者参与；另一方面, 现代生物科学, 特别是生命组学, 正在以前所未有的速度发展, 这能够给从事复杂系统的研究人员提供各种高维非结构化高噪声背景的海量数据, 为复杂系统的建模和分析提供了十分难得的研究平台. 《科学通报》“生物信息学”专题在这个时候出版, 具有十分重要的意义......     

分子印章法DNA芯片合成(Ⅲ)——反应条件的优化

对分子印章法制备寡核苷酸微阵列芯片的工艺条件进行了探索.研究了对寡核苷酸压印偶联反应影响较大的3个因素核酸反应液反应活性的稳定性、点阵上不同核酸单体残留物的交叉污染和封闭反应对寡核苷酸微阵列杂交结果的影响.实验研究表明,在氩气保护(水和氧含量低于5×10-6)下四和核苷酸单体的乙腈混合液的反应活性可保持10 h以上.采用了一种含羟基小分子的液体对压印偶联反应后的芯片进行处理,成功地清除了芯片上大量剩余的活性核酸单体分子,解决了它们对临近点阵可能产生的污染问题.最后指出了在寡核苷酸微阵列制备过程中可以舍弃通常DNA固相合成工艺中的封闭反应步骤,有效地提高了DNA芯片的制备效率.上述研究表明分子印章法制备寡核苷酸微阵列芯片不仅可行,而且经济.     

基于二次打断IPed DNA片段ChIP-Seq的模拟分析

ChIP-Seq是在全基因组水平上研究活体细胞中蛋白质和DNA相互作用谱的有效手段.近年来,随着高通量短序列DNA测序技术的快速发展,研究基于新一代DNA测序方法的ChIP-Seq分析算法已经成为热点之一.然而,目前报道的分析方法主要是基于对免疫共沉淀获得的DNA片段进行片段大小选择后的ChIP-Seq数据,也就是主要针对Solexa系统获得的数据进行分析的算法.SOLiD系统是目前测序通量最高的新一代DNA测序系统.在SOLiD系统的DNA测序文库制备过程中,采用对免疫共沉淀获得的DNA片段进行二次超声打断可以满足ePCR对序列长度的要求,因此SOLiD测序文库中的DNA测序片段较短.到目前为止,基于SOLiD系统测序特点的ChIP-Seq研究很少报道.本文旨在研究测序文库中DNA片段的长度对ChIP-Seq分析的影响.通过真实的ChIP-seq数据和模拟产生的ChIP-Seq数据,对目前3种主要的ChIP-Seq分析方法(CisGenome,SISSRs以及MACS)的特点进行研究.有报道表明来自Solexa系统的ChIP-Seq数据局部有明显的正负链双峰特征,而通过对真实的来自SOLiD系统的ChIP-Seq数据特征的挖掘,我们发现单个峰局部无明显的正负链双峰特征,并且峰的局部的序列分布大部分符合正态分布.基于这些特征,我们模拟了两个不同测序平台的ChIP-Seq实验.在控制了模拟实验的可比性后,我们发现当前基于Solexa文库制备方案的ChIP-Seq数据发展的算法,并不能有效地捕获来自SOLiD系统的ChIP-Seq数据特征.我们的研究还表明,误用ChIP-seq软件可能是导致部分SOLiD的ChIP-seq实验失败的原因.因此,需要开发一种新的基于二次打断IPedDNA片段的ChIP-Seq分析策略.     

类金刚石薄膜的喇曼光谱高斯分解研究

采用过滤式阴极电弧沉积的方法获得类金刚石薄膜.喇曼光谱的分析表明,这种薄膜是典型的无氢类金刚石薄膜.喇曼光谱的高斯分解研究表明:随着偏压的增加,D线和G线的位置__d、__g向低频移动,半高宽F_g减小、F_d增加,在偏压为-100V时,D线和G线强度比I_d/I_g有最大值.     

磺化酞菁与二氧化钛超微粒之间的相互作用及光电特性

人们广泛开展了用有机染料敏化带隙较宽的半导体研制有机光化学电池,但这些电池的光电转换效率不够理想.研究表明,平滑的电极表面吸附单层染料分子不能有效吸收太阳光;而吸附多层染料虽可以吸收更多的光子,但电阻也增加,总的光电转换效率降低.最近,Gratzel等人用二氧化钛超微粒制备了多孔电极,由于其比表面积大,电极表面能吸附较多的染料分子,因而光电转换效率大大提高.但他们所用的有机染料联吡啶钉仅能吸收500nm左右的光能.因此,寻找一种稳定性好,在近红外区有强吸收的有机光敏染料成为有机光电池研究的热点.酞菁化合物具有良好的光、热稳定性,并在近红外区有强吸收,它是一种优良的光敏染料.本文研究了无中心金属磺化酞菁钠盐(H_2TSPc)、镓磺化酞菁钠盐(GaTSPc)和钛     

ReDB: 减数分裂同源重组率数据库

基因组中减数分裂同源重组经常发生的区域被称为重组热点, 它在减数分裂过程中起着重要的作用. 尽管现阶段通过对重组热点的研究已经发现了重组发生的机制, 但是基因组的重组率差异的原因尚得不到很好的解释. 而通过合适的精度对基因组进行重组率的估计, 可以帮助我们进一步地了解重组的机制. 因此, 有必要建立同源重组率的数据库存储并整理减数分裂同源重组的数据信息. 减数分裂同源重组热点数据库包括人类、小鼠、大鼠、果蝇、酵母菌和线虫这6个物种同源重组的数据信息. 用户可以通过不同的查询方式来从数据库中获得所需要的数据信息. 同时, 数据库还可以进行数据的更新和完善, 并且能够提供数据的来源和其他同类型数据库的链接.     

基因表达模式分析及软件系统

研究和实现了4种基因表达模式的聚类方法，开发了基因表达模式分析软件系统．该软件包含了两两平均连锁聚类法、系统聚类法、自组织特征映射法和模糊聚类等聚类算法，其中模糊聚类算法是首次用于基因表达模式分析．该软件同时具有数据过滤、多种相似性度量选择、聚类方法选择和结果可视化等功能．对于同一组基因表达数据，可通过不同的聚类算法的组合，提供更多的基因分类信息，为生物体复杂的基因表达模式研究提供了一个重要的综合分析平台．