大规模人类全长cDNA克隆

毛裕民、谢毅教授课题组发明了“高效循环差减杂交全长ｃＤＮＡ克隆技术” ,运用该技术开展大规模人类全长新基因的克隆和测序 构建了包含 5 0多万条自主获得的人类ＥＳＴ序列、1 2 70 0余条人类全长ｃＤＮＡ基因数据库和生物信息分析平台 对新发现的人类全长基因进行功能筛选和研究 ,发现一批重要功能基因和疾病相关基因 ,并根据功能分析申请了 340项基因药物发明专利 ,其中 75项已经进入国际专利 (ＰＣＴ)申请阶段大规模人类全长cDNA克隆$遗传工程国家重点实验室     

全球变化环境下流感时空传播模拟与预警技术报告

流感的传播和暴发是关系到公共健康的重要议题。开展基础科学和应用科学研究,探索流感病毒的传播特性和规律,探究不同环境因子所起的作用,分析全球变化对流感传播的影响,建立流感时空传播模型,预警未来流感的发生和传播,意义重大。课题研究分为4个方面:生物/地理数据库、流感传播模型、数据分析模块、模拟和预警系统平台。具体地,研究生物/地理数据的信息标准化、数据组织规范、元数据描述规范、数据统一建模和管理;研究不同尺度上的流感传播和基因进化,分析网络流感事件和流感发生统计记录之间的关联关系,研究鄱阳湖的环境变化对候鸟迁徙的影响;需要研发针对不同类型生物和地理数据的通用的高性能分析模块;研究建立全球变化下的流感传播模拟和预警系统平台。课题将研究建立流感传播的机理模型和统计关联模型,将发展流感传播的模拟和预警技术。     

真核生物内含子数据库构建

通过下载国际一级序列数据库GenBank的序列数据,开发研制了真核生物基因内含子数据库EID,该数据库由一个主数据库和多个子数据库组成,子数据库包括细胞核内含子数据库、细胞器内含子数据库,以及植物、无脊椎动物、灵长类、啮齿类、其他哺乳类和其他脊椎动物等不同类型生物内含子数据库.文中详细介绍了数据的获取和筛选方法,主数据库中dEID,pEID,hEID的文件格式和结构,EID数据库构建程序,以及EID的查询方式,提供的分析工具等.EID将建设成为研究内含子功能和进化起源的生物信息学平台.     

真核生物内含子数据库统计规律研究

根据GenBank的序列数据,构建了真核生物内含子数据库(EID).对EID统计规律的研究表明,数据库共有103 848个基因,478 484个内含子,582 332个外显子,平均每个基因有4.61个内含子,5.61个外显子,内含子长度为40～120个核苷酸的最多.对人、大鼠、小鼠、鸡、果蝇、线虫、拟南芥、玉米和裂殖酵母等9种模式生物的数据的统计分析表明,在真核生物中,并不是生物越高等,基因中的内含子数或外显子数就越大.进一步,对各种模式生物的基因组大小与内含子比例及内含子密度的关系、内含子相位、内含子剪接位点等特征进行了统计研究.     

肝细胞癌中异常甲基化差异表达基因的生物信息学分析

肝细胞癌是全球常见的高死亡率癌症之一,为找到可以作为其诊断和治疗的生物标志物,通过GEO数据库中的相关数据分析,获取异常甲基化差异表达基因;其中,甲基化下调表达上调的交集基因68个,甲基化上调表达下调的交集基因59个.对所获取的基因进行功能和通路富集分析,进而阐明与肝细胞癌相关的生物学功能及通路;构建蛋白互作网络并对其...     

微生物基因组的注释

自l995年12月完成第一个微生物（流感嗜血杆菌）全基因扭测序以来,微生物基因扭学策略和技术提高很快,促进了其他生命形式（包括人类）的基因扭学发展,开创了生物基因扭计划新时代,短短几年内,互联网数据库中各种生物基因扭数据迅速增长．1998年3月27日Science杂志编者指出：生物基因扭革命可以同工业革命和计算机革命所带来的变化相比,是“第三次技术革命”。     

基于必需基因数据库的微生物必需基因的分析

维持某种生物细胞生长所必需的基因被称为是这个物种的必需基因．这些基因组成了该物种生存所需要的最小基因集合．本文构建了必需基因数据库（DEG）以及探索必需基因数据库的可能应用，应用Z曲线方法分析了枯草杆菌（Bacillus subtilis）中必需基因和非必需基因的核苷酸分布，并且通过蛋白质序列比对的方法对大肠杆菌（E．coli K12）的必需基因进行理论预测，同时分析了大肠杆菌基因组当中必需基因的功能分类，探讨了通过序列比对的方法确定微生物必需基因的可行性．     

基因序列的搜索与相似性比对

生物信息学的基本任务是对各种生物分析序列进行分析,也就是研究新的计算机方法,从大量的序列信息中获取基因结构、功能和进化等知识,并将其存储于基因数据库中.而在序列分析中,将未知序列同基因数据库中已知序列进行相似性比较是一种强有力的研究手段,包括序列的片段测定、拼接,基因的表达分析,以及RNA和蛋白质的结构功能预测.     

基于网络药理学和分子对接的五味子甲素、五味子乙素抗癌机制研究

利用网络药理学和分子对接技术研究五味子甲素、五味子乙素的抗癌机制.利用TCMSP、Swiss TargetPrediction及CTD数据库收集五味子甲素、五味子乙素的潜在靶点;应用GeneCards、OpenTargets数据库获取癌症相关靶点;将五味子甲素、五味子乙素靶点与癌症靶点输入Venny2.1.0,取二者交集作为五味子甲素、五味子乙素抗癌相关靶点.通过STRING平台及Cytoscape3.6.1软件构建蛋白互作网络,选取五味子甲素、五味子乙素抗癌关键靶点;利用OmicShare平台和DAVID数据库进行基因本体(Gene Ontology, GO)生物过程富集分析及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)信号通路分析;应用AutoDuck Vina对关键靶点进行分子对接验证.结果显示,五味子甲素、五味子乙素通过调控EGFR、EGF、CCND1、PIK3CA、MAPK1、MAPK3、SRC、ESR1等癌症靶点和PI3K-Akt、MAPK、Rap1、ErbB、FoxO等信号通路,细胞生长、迁移、血管生成等生物过程起到抗癌作用.本研究揭示了五味子甲素、五味子乙素多靶点、多途径的抗癌机制,为进一步研发新的抗癌药物提供了思路.     

利用微藻制备生物柴油的研究进展

生物柴油作为化石能源的替代燃料在国际上已经得到广泛应用。生物柴油的可持续发展,必须有稳定和优质的原料来源,其中微藻被认为是生产生物柴油的优良原料。介绍了微藻的概念及利用微藻制备生物柴油的国内外研究进展。还探讨了基因工程技术构建高油脂微藻及制备生物柴油所面临的问题和应采取的对策。     

材料基因组工程专用数据库

材料数据具有多源、异构、高维等特点, 收集纷繁复杂的材料数据, 建立材料基因工程专用数据库, 是实现数据驱动的新材料研发的基础. 以材料数据的规范化表示、机器学习建模及模型跨域部署、材料数据隐私保护下的机器学习、利用知识图谱从材料数据库到知识库等材料基因专用数据库的若干核心技术为基础, 介绍了材料基因数据库平台的系统架构及实现、平台超算部署及运行. 最后以反钙钛矿负膨胀材料为例, 介绍了材料基因工程数据库平台从数据归档到机器学习建模, 再到逆向设计, 以及最终实验验证的整个流程.     

基因资源惠益分享制度研究

基因资源是生物多样性的重要组成部分。人类已经进入基因技术时代,基因所蕴含的财产价值日渐显现。在给予基因知识产权保护中,最重要的是解决基因专利的利益分享问题。通过对基因资源的惠益分享的立法基础、分享主体和分享范围进行分析,并对基因资源惠益分享的模式进行探讨。     

基于并行的非支配排序遗传Ⅱ算法优化双聚类

双聚类是微阵列基因表达数据分析中很实用的一种数据挖掘技术,它是一种同时对微阵列基因和条件进行聚类的方法,用来挖掘基因子集在条件子集下所体现出来的生物模式。传统的双聚类算法对于庞大的基因表达数据处理效率很弱,考虑在j Metal平台上实现基因表达数据的双聚类的一种新的研究方法及思路。同时考虑加入并行策略,提高算法的效率。在酵母啤酒细胞基因表达集和人类B-细胞两个标准数据集上对两个算法进行实验验证,表明所提出算法比其他多目标双聚类算法呈现出更好的优越性。     

基于线粒体ND5基因的昆虫分子系统学研究进展

ND5基因位于mtDNA上,其进化速率较快,是昆虫分子系统学研究中理想的分子标记之一.目前,已经利用该基因从各个分类水平对昆虫系统发育关系、物种形成与分化、种群遗传与变异及生物地理等方面做了广泛的研究.对ND5基因的分子特点及其在昆虫系统学研究中的应用进行综述.     

基于网络药理学和分子对接预测黄芪-莪术治疗胃癌的分子机制

基于网络药理学和分子对接探讨黄芪-莪术治疗胃癌的作用机制。利用中药系统药理学数据库与分析平台筛选出黄芪、莪术的活性成分,从Uniprot数据库获取靶点蛋白的基因名。以gastric cancer为关键词,在GeneCards数据库中检索胃癌的相关靶基因,将其与药对的活性成分靶基因相互映射,筛选出共同靶点。利用Cytoscape 3.7.0 软件绘制活性成分-靶点网络。将筛选出来的靶点在STRING数据库中构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,同时,选择Omicshare平台进行基因本体功能及京都基因与基因组百科全书通路的富集分析。使用AutoDock Vina和PyMol软件进行分子对接。从黄芪-莪术药对中共筛选出26个活性成分,包括槲皮素、山奈酚、莪术醇、7,2'-二羟基-3',4'-二甲氧基异黄烷、β-榄香烯等,作用于TP53、MYC、CASP3、AKT1、 JUN等74个靶点,这些靶点主要富集在癌症、癌症中的蛋白聚糖、PI3K-Akt、 MAPK、 Rap1、TNF、 FoxO等信号通路上。该研究为黄芪-莪术药对治疗胃癌的基础研究和临床应用提供了参考依据。     

基于网络药理学与分子对接探讨“萆薢-菟丝子”药对治疗慢性前列腺炎的分子机制

应用网络药理学与分子对接揭示“萆薢-菟丝子”药对治疗慢性前列腺炎的分子机制,为其临床应用提供新的理论依据及研究思路.从中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)获得“萆薢-菟丝子”药对主要活性成分,利用PubChem数据库以及SwissTargetPrediction平台数据库获取主要活性成分的药物靶点,由GeneCards数据库、人类孟德尔遗传数据库(OMIM)、DisGeNET数据库中获得慢性前列腺炎疾病相关靶点,与先前获得的药物靶点进行交集,获得共有靶点.利用DAVID 2021在线数据库对共有靶点进行基因本体(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析;应用STRING11.5在线数据库构建共有靶点蛋白互作网络(PPI)分析;最后通过Discovery Studio2019对靶点蛋白与关键化合物进行分子对接评价.共筛选出13个“萆薢-菟丝子”主要活性成分,包括Diosgenin薯蓣皂素、Sesamin芝麻素、NSC63551柱头甾醇、Isorhamnetin异鼠李素、beta-sitosterol β-谷甾醇等;药物靶点312个,与疾病...     

生物特征识别网格系统架构及其应用

提出了一种用于生物特征识别的网格BMG.BMG创建一个虚拟的协作环境以连接分布式的研究中心、用户、模型和数据,为单一生物特征识别和多模式生物特征识别研究提供测试平台,并用网格计算解决的大规模数据库或多模式生物特征识别等类型的应用.实例证明,BMG是实用可行的.     

基于共表达网络对OLR1在头颈肿瘤发生发展及预后判断的生物信息学分析

mRNA基因芯片表达谱为头颈癌（HNC）的分子生物学诊断及研究HNC的生物过程提供了诸多重要生物学信息。目的：通过生物信息学技术研究HNC基因表达谱,从而发掘头颈癌新的分子标志物。方法：我们对4个GSE数据集和TCGA头颈癌数据库进行了综合分析,鉴定出HNC和相邻正常组织样本中3639个差异表达基因（DEGs）,然后应用加权基因共表达网络分析相关差异表达基因DEGs和HNC临床特征之间的关系。结果：鉴定出15个共表达基因模块。其中蓝绿色基因模块所对应HNC患者的风险比最高（HR =6.16, P<0.00001）。通过对该模块的进一步研究,我们发现氧化低密度脂蛋白1（OLR1）的表达量与HNC患者的总体生存率呈显著负相关性。结论：OLR1在mRNA水平的表达水平可作为判断HNC患者生存预后的潜在分子标志物。     

生物基因序列信息处理中的数据库技术(综述)

介绍国内外生物基因序列信息处理的数据库技术，该技术包括对基因信息的获取、存储、查询、分析和注释等方面，重点介绍了国际上常用的基因序列分析算法，包括BLAST算法和Smith Watemran算法．同时介绍了生物基因序列信息处理的数据库技术发展的趋势．     

基于.NET的异构数据库引擎设计与实现

应用软件的数据库访问技术一般采用开发包所提供的数据库组件,针对具体的数据库系统进行编码开发,无法实现数据库平台无关性。本文详细研究了基于.NETFramework2.0的异构数据库访问引擎,该引擎支持各种开发工具、数据库系统,可实现平台无关的数据库应用软件开发。