乳腺癌-冠心病共享生物标志物筛选

运用生物信息学方法筛选乳腺癌-冠心病标志物,为乳腺癌诱发的冠心病治疗提供潜在的作用靶点.从基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)中下载乳腺癌和冠心病相关表达谱芯片数据,使用GEO2R筛选差异表达基因,依据Venn图交集获取差异共表达基因,通过DAVID网站进行基因功能注释(gene ontology,GO)及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)生物功能富集分析,STRING网站和Cytoscape 3.7.2软件进行蛋白互作分析.GE-PIA和Kaplan-Meier Plotter进行对乳腺癌患者hub基因mRNA表达水平和预后分析.结果表明:2个数据集筛选得到差异表达基因286个,基于在乳腺癌中mRNA显著性表达水平筛选出45个基因.GO功能富集分析发现差异表达基因主要在泛素蛋白转移酶活性、糖蛋白结合、泛素蛋白连接酶结合等生物学过程发挥作用.KEGG分析显示差异基因主要参与缝隙连接、肾素分泌、5-羟色胺能突触、谷氨酸能突触、血管平滑肌收缩、血小板活化、癌细胞蛋白多糖等多条信号通路.基因mRNA表达水平和预后分析显示NLN、POSTN、MAPT、MYO6、MAP1B、FBXO31、KIT、PIK3R1等8个与冠心病相关的hub基因参与乳腺癌的发生、发展过程.NLN、POSTN、MAPT、MYO6、MAP1B、FBXO31、KIT、PIK3R1可作为检测乳腺癌诱导冠心病的潜在标志物.     

BioStarM-140s芯片基因信息查询系统的构建及应用

应用生物信息学数据库查询的方法,对B ioS tarM-140s小鼠基因表达芯片上的14 112个基因进行相应注释信息的查询和所对应蛋白质功能的分类.首先参照人类综合型芯片上基因的功能分类,设定了14个蛋白质类别,然后采用V isual C 编程语言,构建了基因信息查询系统.应用该查询系统,进行了网络生物学数据库信息资源的自动直接查询,共搜索到有注释信息的基因12 070个;进一步按照所设定的14个蛋白质类别对12 070个基因进行分类查询,搜索到了与这14个分类相符合的、具有详细蛋白质功能注释信息的基因共1 606个.     

基于酵母基因组高通量数据的基因-基因相互作用预测

后基因组时代的显著特点是大规模基因组和蛋白质组实验平台所产生的大量高通量数据,整合并利用基因组和蛋白组信息成为这一时代的主要挑战之一. 因此,基因-基因相互作用将有助于理解细胞内基因之间的相互作用以及信号传导通路研究提供有价值的参考. 为预测酵母基因组中基因-基因相互作用,我们利用高通量数据中的蛋白-蛋白相互作用、遗传表型数据、基因微阵列表达数据以及功能基因注释数据等来分析酵母中的基因-基因相互作用. 本文建立的预测方法为在系统水平上理解酵母基因组中的基因功能提供了依据,也为揭示酵母基因组中的基因-基因相互作用网络奠定理论基础.     

白屈菜对低温胁迫应答的生理学研究及分子机制解析

基于生理学和分子生物学方法,对白屈菜低温应答过程中主要生理指标游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等的变化趋势进行了测定、分析,对3个重要温度点样本进行了转录组测序及数据解析.结果表明:在低温胁迫早期,白屈菜通过增加渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量获得抗寒性,此时膜系统相对稳定;当冻害发生时,膜系统受到损伤,相对电导率和丙二醛浓度升高,可溶性蛋白含量显著增加,表明抗冻蛋白被诱导表达,以增强其抗冻性.转录组数据基因(GO,gene ontology)注释分析表明,大量基因被注释到"细胞过程""代谢过程""生物过程的调控"等生物过程,"细胞质组分""细胞膜组分""细胞器组分"等细胞组分及"催化活性""分子结合功能""转运活性"等分子功能中.差异表达基因GO富集分析结果显示,"质膜""质膜锚定组分""叶绿体""叶绿体基质"等细胞组分相关基因变化显著.转录组数据分析揭示了白屈菜低温应答生理变化的分子机制.     

大规模GO注释的生物信息学流程

随着新一代测序技术的不断发展,海量的序列数据将为生物学研究者挖掘基因信息提供巨大的资源.信息挖掘的一项重要工作是对序列进行功能注释,其中最重要的功能注释方式是基因本体论( Gene Ontology,GO)的注释.利用生物信息学方法和软件工具集成了针对EST序列的大规模GO注释流程(large-scale GO annotation pipeline,LSGAP).该流程集合了BLAST、B2g4pipe以及Wego等软件和Swissprot、Nr或Interpro等常用蛋白数据库.用户可以将EST序列通过此流程最终获得可视化的GO分类统计图表,直观地显示基因在不同过程中的参与情况.为了验证LSGAP的准确性,对2007年发表的美洲牡蛎(Crassostrea Virginica)的EST序列进行了LSGAP分析,结果表明GO分析非常准确有效.通过与Blast2go和GoBlast等GO注释软件进行比较,LSGAP流程具有可以本地化运行BLAST、对硬件要求低和运行时间短等诸多优势,因此LSGAP流程是科研人员进行基因功能挖掘的有效工具.     

人H NRN PA1基因及蛋白质的生物信息学分析

采用生物信息学的方法分析人HNRNPA1基因的启动子情况及蛋白质的理化性质、信号肽及NLS、亲疏水性、跨膜区域、蛋白质结构、相互作用的蛋白质及GO注释.选择合适软件对HNRNPA1相关信息进行分析.结果显示,预测的HNRNPA1基因存在1个启动子;HNRNPA1蛋白质是由372个氨基酸组成的具有NLS、无跨膜结构的亲水不稳定蛋白质,其等电点为9.17;哺乳动物中氨基酸序列高度保守;二级结构以无规卷曲为主,预测的三级结构经拉曼图分析可信度高;HNRNPA1多定位于细胞核,与RNA的选择性剪接及mRNA运输有关.此外,启动子的甲基化对HNRNPA1表达影响明显,其蛋白质具有NLS、无跨膜结构且不稳定,属于亲水蛋白质,分布于细胞核,对mRNA的成熟具有重要作用.     

牛蛙生长激素基因cDNA克隆及在大肠杆菌中的表达

以成体牛蛙脑垂体总RNA为模板进行RT-PCR,克隆到牛蛙生长激素基因(bullfrog growth hormone, bfGH)cDNA编码序列,其长度为651 bp,编码的前体GH蛋白序列经BLAST分析,与已报道的牛蛙GH蛋白质序列AAB24792、AAB19428、CAA31038的同源性分别为98.1%、96.3%、95.3%,其在Genbank的登录号为AY251538;将bfGH亚克隆到原核表达载体pGEX1-λt构建成牛蛙GH原核表达载体VGBfGH,转化BL21（DE3）E.coli得     

Oracle Bulk Binds技术分析

通过对Oracle批量绑定功能原理的分析,提出利用批量绑定技术来提高海量数据操作性能的观点;运用SQL脚本实例对比分析,验证批量绑定的强大优势,并从中研究出一种通过提高数据库缓冲区,利用分组的批量绑定方式来大幅度提高TB级数据DML性能的方法.     

NoSQL数据库技术在移动互联网中的应用

对于规模不断扩大的SNS类型网站,传统的关系型数据库已经无法高效处理日趋增多的移动终端用户对此类超大规模和高并发网站中数据访问与处理的海量需求.现提出一种使用新型NoSQL数据库代替传统关系型数据库来实现海量数据动态管理,并通过Web向移动互联网用户提供高效服务的系统.实验证明,NoSQL数据库技术在移动互联网应用中有着明显的优势与广阔的应用前景.     

水稻蛋白质相互作用网络的预测与分析

通过同源映射的方法,利用6个模式物种的蛋白质相互作用数据预测水稻的蛋白质相互作用网络.预测到水稻中有4483个蛋白质参与了24942个蛋白质相互作用.通过GO注释,结构域相互作用,基因共表达等3个证据评估预测网络的质量,并对网络进行了拓扑属性分析.结果表明水稻的蛋白质相互作用网络符合scale-free属性.通过对网络中功能模块的分析,可以预测蛋白质的功能和亚细胞定位信息.     

一个由 HSV-1诱导的人成纤维细胞差异基因的电子克隆和特性分析

目的 :对单纯疱疹病毒1型感染KMB -17细胞后的早期基因反应进行研究。方法 :从HSV -1感染后细胞特异性cDNA文库中筛选出一个EST片段 (GeneBank登录号:Aw307599) ,NorthernBlot分析证实了该基因片段的病毒相关特异性 ,并采用生物信息学的方法进行基因的电子克隆。结果 :克隆出一个新的全基因序列HSP -5contig(GeneBank登录号 :AY142148)。结论 :HSP -5含有完整的ORF框架 ,cds全长456bp,编码156个氨基酸 ;对该基因及其编码蛋白序列的特征进行了分析和预测 ,初步推测了该基因和编码蛋白的结构特点。     

三七-白及药对作用机制的网络药理学分析

通过网络药理学的方法,研究三七-白及药对在疾病治疗过程中潜在的药理作用机制.采用TCMSP数据库筛选三七-白及药对的活性成分和作用靶点,并用Uniprot数据库校正靶点信息得到靶点基因,利用CTD数据库获得靶点基因相关的疾病类型,通过STRING数据库构建靶点蛋白相互作用网络,分析得到核心蛋白,运用DAVID数据库富集分析靶点基因参与的基因本体论(GO)生物学过程及京都基因与基因百科全书(KEGG)通路.共筛选得到17个活性成分,涉及193个作用靶点.结果表明:槲皮素、β-谷甾醇和豆甾醇的作用靶点数目最多;靶点基因与35类疾病相关,主要包括癌症、神经系统疾病、心血管疾病等;蛋白相互作用网络分析得到核心蛋白AKT1,MAPK1,c-Jun,P53,TNF等;靶点基因主要涉及药物反应,RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的正调控等91条GO生物学过程,KEGG通路显著富集到癌症通路、乙型肝炎等66条通路,与前述疾病分析结果相符.     

Analysis of correlations between protein complex and protein-protein interaction and mRNA expression

Protein-protein interaction is a physical interaction of two proteins in living cells. In budding yeast Saccharomyces cerevisiae, large-seale protein-protein interaction data have been obtained through high-throughput yeast two-hybrid systems (Y2H) and protein complex purification techniques based on mass-spectrometry. Here, we collect 11855 interactions between total 2617 proteins. Through seriate genome-wide mRNA expression data, similarity between two genes could be measured. Protein complex data can also be obtained publicly and can be translated to pair relationship that any two proteins can only exist in the same complex or not. Analysis of protein complex data, protein-protein interaction data and mRNA expression data can elucidate correlations between them. The results show that proteins that have interactions or similar expression patterns have a higher possibility to be in the same protein complex than randomized selected proteins, and proteins which have interactions and similar expression patterns are even more possible to exist in the same protein complex. The work indirates that comprehensive integration and analysis of public large-seale bioinformatical data, such as protein complex data, protein-protein interaction data and mRNA expression data, may help to uncover their relationships and common biological information underlying these data. The strategies described here may help to integrate and analyze other functional genomic and proteomic data, such as gene expression profiling, protein-localization mapping and large-scale phenotypic data, both in yeast and in other organisms.     

影响口腔癌发生潜在MicroRNAs的生物信息学分析

为获得口腔癌组织和正常组织之间差异表达的miRNAs,从分子水平研究相关的miRNAs在肿瘤发生发展中的作用,从GEO数据库筛选并下载口腔癌及正常组织的基因芯片,运用GEO2R工具分析筛选口腔癌与正常组织间的差异表达miRNAs. 采用FunRich软件对将所得差异miRNAs进行GO功能注释、KEGG信号通路分析. 通过对GSE124566和GSE113956两个芯片数据进行分析,分别筛选得到109、1 079个差异表达miRNAs,分别包括41、673个上调基因和68、406个下调基因,筛选得到共同差异表达miRNAs有30个,其中上调16个,参与的生物过程主要有细胞间通讯等,细胞成分主要有细胞核等,分子功能主要有转录因子活性等;下调14个,参与的生物过程主要有信号转导等,细胞成分主要有细胞质等,分子功能主要有转录因子活性等. 通过对口腔癌芯片数据的生物信息学分析,发现30个差异表达miRNAs是口腔癌发生、发展的重要miRNAs,囊泡介导的转运,核苷酸的代谢等过程. 最后预测出了13 796个靶基因,并通过PPI互作分析筛选出了联系最紧密的10个靶基因.     

基于GO的酵母膜系统蛋白相互作用规律研究

引进描述蛋白质相互作用倾向性参数(PIRB),基于GO(Gene Ontology)和相关的数据库中蛋白质功能注释,对酿酒酵母部分膜蛋白相互作用规律进行了研究,构建了基于PIRB的蛋白质相互作用网络图.结果表明各类膜蛋白质之间的相互作用具有明显的偏向性.对这种偏向性的生物学含义作了简要探讨.     

Fragile X mental retardation protein interacts with TDG

Fragile X syndrome is the most common form of inherited mental retardation disease, resulting from absent of expression of its disease geneFMR1. To study the function of the fragile X mental retardation protein (FMRP) through protein/protein interaction, a mouse embryo cDNA library was screened by the yeast two-hybrid system. A clone was found to interact specifically with FMRP. The cDNA of this clone (Genbank accession number af 102875) encoded a protein highly homologous to human G/T mismatch-specific DNA thymine glycosylase (hTDG). Interactions between various alternatively spliced FMRP isoforms and a series of mTDG deletion proteins were further studied in the yeast two-hybrid system and their interaction amino acid regions were determined. Interaction between FMRP and TDG existed inside exon 13 of FMRP (amino acid residue 397–425) and around amino acid residue 122–346 of TDG. These results will be helpful to the study of the biological role of FMRP.