运用功率谱分析预测基因组序列编码区

基因组序列中蛋白编码区的正确预测是后基因组时代的一个重要工作.采用分解子序列的方法将DNA序列映射为数值序列,然后对其进行功率谱分析,DNA序列的功率谱曲线的峰值位置刚好和编码区序列相对应,从而实现了对基因组序列编码区的预测.理论分析和大量计算机实验证实了方法的有效性,预测的探测率和正确率分别达到97%和88%,预测效果良好.该方法不需要基因组序列的任何先验知识,应用面广.     

科学研究首次揭示细菌抗生素耐药化学机制

早在数年前,遗传研究证实松鼠葡萄球菌进化生成了一种称为Cfr的新基因。Cfr基因编码蛋白在细菌形成抗生素耐药性中发挥了关键性的作用。随后,研究人员又在金黄色葡萄球菌中发现了相同的基因。金黄色葡萄球菌是寄居在人类鼻部和皮肤上的一种最常见的细菌类型,是目前多种抗生素耐药性感染的主要原因。由于Cfr基因通常定位于移动的DNA元件中,所以它能够轻易地从非人类病原体进入到其他种类感染人类的细菌中。     

研究开发出DNA序列并行比对新工具

中国科学院北京基因组研究所基因组科学与信息重点实验室“百人计划”章张研究员，带领其团队成功开发出“编码蛋白质DNA序列并行比对工具-ParaAT（Parallel Alignment and back—Translation）”。该研究成果发表在《生物医药与生物物理研究通讯》期刊上。     

对虾白斑综合征病毒(WSSV)基因组细菌双杂交系统的构建

细菌双杂交系统是新近建立的一种研究蛋白质间相互作用的方法.应用细菌双杂交系统,分别以pBT、pTRG诱饵质粒构建编码WSSV基因组DNA随机片段的融合表达质粒pBT-wssv、pTRG-wssv.重组质粒共转化双杂交报告菌株XLl-Blue MRF′,通过LB-TCK平板筛选对虾白斑综合征病毒中有相互作用的蛋白质.本研究中我们构建了WSSV基因组细菌双杂交系统,用于筛选WSSV中有相互作用的蛋白,为该病毒功能基因组的研究打下良好的基础.     

人类基因组“基本信息”的首次公布

2001年2月13日,参与人类基因组计划的美、英、日、法、德、中六国科学家共同宣布,经过初步测定与分析,人类基因组约有32亿碱基,包含约3万到4万个蛋白编码基因。这是继去年6月26日人类基因组“工作框架图”公布后,科学家首次公布人类基因组第二阶段的“基本信息”。 2001年2月15日发表在权威杂志《自然》上的科学论文《人类基因组的初步测定与分析》一文中,报道了六国人类基因组协作组联合取得的最新成果。 据悉,在人类基因组总共32亿碱基     

秀丽隐杆线虫基因组编码区的碱基分布特征参数研究

【目的】考察秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)基因组编码区(Coding sequences,CDSs)的碱基使用特点,并提炼出能够区分CDSs与非编码区的碱基成分偏移特征参数。【方法】在研究碱基成分偏移特性基础上,定义一个新的参数d,探索d值的分布规律;采用从秀丽隐杆线虫基因组6类不同的DNA序列中随机抽样的方式,分析并验证该指标作为基因组CDSs特征参数的可行性。【结果】参数d经过线性变换后近似服从对数正态分布;抽样分析显示分别有81.6%的CDSs、70.7%的外显子、21.8%的内含子、4.7%的随机序列、17.8%的5′非翻译区和31.4%的3′非翻译区落在d值变换后的特征取值区间内,即被预测为基因组CDSs。【结论】碱基成分偏移指数d可以作为表征基因组编码区的特征参数,它的特定取值区间能很好地区分CDSs(或开放阅读框及它的子片段)和其他非编码区。     

编码普通野生稻磷酸盐转运蛋白基因片段的分离与克隆

以云南普通野生稻基因组DNA为模板，根据GeneBank中登记的编码小麦高亲和力磷酸转运蛋白基因保守序列设计一对特异引物，利用多聚酶链反应技术（PCR），扩增出目标基因（cwrpt)1002bp长度的基因片段并克隆到载体pGEM-T。经DIG标记探针杂交检测初筛，限制性内切酶酶切，PCR扩增，DNA序列分析与可能氨基酸序列同源性比较，此推定的氨基酸序列与小麦，水稻，拟南芥，番茄磷酸转运蛋白同源性很高，初步认为此基因片段为普通野生稻耐低磷胁迫相关磷酸盐转运蛋白的编码基因，获得全长序列与基因表达的进一步研究正在进行中。     

垃圾DNA：墓场抑或宝藏

占据基因组绝大部分区域的“垃圾DNA”，可能并不是基因的墓场，而是未被认识的宝藏。     

国外期刊亮点

正破译油菜多倍体基因组中国农业科学院油料作物研究所等多个国内外相关机构通过合作首次完成了甘蓝型油菜的基因组测序工作。相关成果8月22日发表于Science上。研究发现,甘蓝型冬油菜基因组至少包含10多万个蛋白编码基因,为至今测序的植物种中基因数最多的物种。借助与亲本种甘蓝和白菜基因组的比较,科学家发现,该基因组进化的突出特点是2个亚基因组(A和C)存在广泛的、相互的基因或DNA序列置换。     

为“生命暗物质”正名的人

 倘若把人类基因组比作汪洋大海,那么我们所熟知的基因只是星星点点的"岛礁",其周围则是一片神秘莫测的"深海"--基因组中98%的转录序列构成了种类和数目繁多的非编码RNA（ncRNA）,并且除了维持细胞最基本生命活动的"管家"（tRNA、rRNA、snRNA等）以及小非编码RNA（miRNA、piRNA等）之外,更多的是长度大于200个碱基的长非编码RNA（lncRNA）。长久以来,人类把这些看似没有功能的非编码序列称作"暗物质"甚至"垃圾"。然而,生命作为自然界最伟大、最精妙的个体,又怎会容留这么多的垃圾呢?     

miRNA作用通路研究

后基因组时代的分子生物学研究需要从整体的角度,系统地阐述基因参与的生物调控过程,已有的通过构建基因调控网络的方式所做的系统生物学研究主要关注于蛋白编码基因之间的相互作用。随着近年来非编码RNA（noncoding RNA）,特别是miRNA研究的深入,显示生物体内存在着广泛的基因转录后调控。本论文通过建立综合蛋白质编码基因与miRNA基因相互作用关系的基因调控网络,分析了人类基因组中涉及miRNA的三类作用模式：（1）宿主基因与内含子miRNA共同作用于另一个蛋白编码基因。（2）miRNA簇中的不同miRNA分别作用于存在着相互作用的两个蛋白编码基因。（3）由两个宿主基因与其各自的内含子miRNA形成双向负调控回路。本研究的结果为进一步认识人类miRNA基因的功能特性提供了重要参考,研究所预测的数据为实验验证提供了依据。     

融合型乳酸片球菌素在大肠杆菌中的表达与纯化

为在大肠杆菌中高效表达乳酸片球菌素(PED),按照美国国立生物技术信息中心公布的PED基因序列设计合成引物,以乳酸片球菌基因组DNA为模板,用多聚酶链式反应扩增PED结构基因特异片段,构建编码组氨酸标记硫氧还原蛋白融合PED的重组表达质粒pET32c-PED,并转化大肠杆菌BL21(DE3).在异丙基硫代半乳糖苷诱导后融合蛋白以包涵体形式表达,表达量占菌体总蛋白的28%.经镍亲合层析纯化的融合蛋白用肠激酶裂解,再经超滤纯化,可得78%的收率.融合蛋白没有抗粪肠球菌细菌素活性,被分开的PED恢复了抑菌活性.     

病毒利用微RNA抑制免疫反应

微RNA（MicroRNA）多见于人体中不产生蛋白质的基因组——即所谓的“垃圾DNA”中,是一种极小的非编码RNA,通常会抑制基因的表达。据估计,人体内有三分之一的基因会受到微RNA调控。有科学家认为,微RNA会对人体先天免疫系统进行调节,但是一直没能证实这种调节会产生什么样的后果,也无法认定这会与病毒感染有关。     

抑制铜绿假单胞菌生长的噬菌体K4基因的筛选

噬菌体基因组携带多种影响宿主菌生长的基因,是筛选新型抗菌素的可能靶位.本研究分别克隆铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)噬菌体K4携带的全部75个基因,在阿拉伯糖启动子控制下进行表达.实验结果表明,6个噬菌体基因的表达产物能够显著抑制宿主菌的生长.生物信息学分析显示,基因gp72编码的末端酶大亚基与噬菌体基因组包装过程相关,基因gp49编码假定的5′-3′核酸外切酶,其余4个基因编码产物未发现特定的蛋白结构域.利用脉冲场凝胶电泳分析宿主菌染色体DNA的完整性,在阿拉伯糖诱导5,h时,蛋白Gp17、Gp41、Gp72、Gp29和Gp49能够导致宿主菌染色体DNA的显著降解,这是抑制宿主菌生长的可能原因.蛋白Gp67对宿主菌染色体DNA没有影响,其抑制细胞生长的机制不同于其他蛋白.实验还发现,筛选基因的产物还能影响噬菌体的感染效率.本研究发现的抑制细菌生长的基因,能够为筛选新型抗菌素提供新的靶位.     

刊中刊

“人类基因组项目”发表人类基因组序列初稿10周年。为了进行周年纪念，杂志发表了三篇关于人类基因组学的重要论文。来自“美国国家人类基冈组研究所”的EricGreen和MarkGuyer等人介绍了关于基因组医学未来的一个设想。见证了‘八类基因组项目”诞生的EriCLander回顾了基因组学方面已经取得的成就，并对未来前景作了推测。ElaineMardisi讨论了在过去10年推动基因组研究快速发展的DNA测序技术。     

美科学家成功合成细菌DNA

美国科学家利用合成技术，已经成功地制造出一种细菌的DNA。并组合出一套完整的基因组，科学界形容这是一项重大突破，向“人造生命”迈出重要的一步。希望利用这种技术为疾病寻找治疗方法，也为人类面对的各种问题如气候变暖等找到解决方案。     

中英美科学家宣布启动国际“千人基因组计划”

由中国、英国和美国的科学家组成的“国际协作组”，22日在深圳、伦敦和华盛顿同时宣布：国际“千人基因组计划”正式启动。这一宏伟计划将测定选自全世界各地的至少一千个人类个体的全基因组DNA序列，绘制迄今为止最详尽的、最有医学应用价值的人类基因组遗传多态性图谱。     

科技新知

由中国科学家领导的一个研究小组宣布,他们首次绘制出了人类纤维原细胞的基因组启动子分布图。这一研究不仅将加深对人类基因组信息的理解和利用,也将对疾病机理等的研究作出贡献。基因的启动子是DNA链上不编码蛋白质的碱基对序列,它对基因有     

DNA计算中编码问题的研究

编码是DNA计算的开始,对DNA计算尤为的重要。编码的好坏直接影响计算反应过程的质量。本文简要描述了DNA编码的理论,总结了编码的约束条件和几个模型的DNA序列的设计。最后,指出了编码问题的研究方向。     

俄亥俄州立大学Carlo M. Croce访谈：微RNA的一个宏观视角

只有几十个或者数百个核苷酸的RNA基因一直被称为暗物质的生物等价物"存在我们周围,但是几乎无法探测。"这些基因存在于非编码蛋白DNA的组分中,因此通常被认为是"垃圾DNA"。因为这个原因微RNA直到20世