基于序列柔性参数的大肠杆菌启动子的预测

以大肠杆菌K-12的启动子(Promoter)序列作为正集,编码区(Coding区)和基因间汇聚区(CON区)的序列作为两组对照负集建立数据库,分别对实验上确定的165条σ38、94条σ54及600条σ70启动子序列进行二联体位点的保守性分析,得到保守性参数随位点的涨落.用单种柔性结构参数分别和各集的二联体位置关联权重矩阵构成对序列的打分函数,分别对三类数据集进行了检验.研究发现,在自洽检验中,算法对σ38、σ54启动子的预测准确性都达到98%,对σ70启动子的预测准确性也达到了88%.通过绘制ROC曲线,确定了三类数据集的十交叉检验的最佳阈值,该算法在最佳阈值下对σ38、σ70两类启动子的预测准确度(Ac)都达到了80%以上,其中算法对以σ70启动子序列为正集、编码区序列为负集的数据集(记为Prom-Coding数据集)的Ac为88%,而对以σ54启动子序列为正集、基因间汇聚区序列为负集的数据集(记为Prom-CON数据集)的Ac为76%、Prom-Coding数据集的Ac为87%.使用Jackknife法对σ38、σ54两类数据集进行检验,Ac都达到了80%以上.     

一个GAP启动子的分析及点突变体构建

甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因(GAP)作为常见的持家基因在微生物中普遍表达,因而其启动子(PGAP)被认为是一个强的组成型启动子;首先,预测并克隆了双叉双歧杆菌的GAP启动子,并利用葡萄糖醛酸苷酶基因为报告基因,分析了PGAP在大肠杆菌和双歧杆菌中驱动表达的强度;不同碳源的发酵实验表明:PGAP在葡萄糖培养基中强度最高,而3种底物类似物对PGAP强度的影响各不相同;对PGAP预测的-10区进行了系列点突变,具有更接近sigma 70启动子共有序列的突变体p MGAP3表现出更高的驱动强度;最后,通过对代表性双歧杆菌PGAP序列的比对,表明在一些核心区域,如可能的TATA盒、转录起始位点、核糖体结合位点高度保守。     

预测酵母(Yeast)基因转录因子结合位点

基于在转录因子结合位点各碱基出现的概率不相同,以转录因子结合位点每一位置的碱基保守程度为参量,分别计算每种转录因子结合位点在每一位置的碱基保守指数Mi.通过构建每种转录因子结合位点位置权重矩阵(PWM),利用位置权重矩阵打分函数对酵母四种转录因子结合位点进行预测.利用se lf-cons istency和cross-va lidation两种方法对此算法进行检验,均获得了较高的预测成功率.结果显示四种转录因子结合位点的预测成功率均超过80%,且同时获得多个试验未测定的转录因子结合位点,对实验有指导意义.     

基于PCWM扫描模型的植物启动子分析及识别

启动子是基因转录调控机制中最重要的调控区域,启动子区域内转录元件的识别是揭示基因表达调控的重要基础.快速,可靠的启动子预测算法对于广范围内启动子元件的识别能够提供很大的帮助,目前的启动子识别算法及预测软件普遍存在假阳率高的缺点.因此改进识别算法的泛化能力显得尤为重要.本文利用从PlanPromDB数据库上下载的启动子数据,在深入分析启动子GC-Skew偏好、特异性位点保守性及TSS-TIS距离分布的基础上,通过改进原有位置权重矩阵(PWM)模型,构建出能够同时考虑位点保守性和关联性的位置关联性权重矩阵(PCWM)扫描模型,在此基础上利用标准化打分函数对植物TATA启动子进行预测,获得了较好的结果.     

人IDE基因启动子生物信息学分析

对人IDE基因启动子进行生物信息学分析以获得人IDE基因启动子、CpG岛及转录因子结合位点特征.从UCSC基因组数据库成功获得人IDE基因5’调控区2 000 bp序列.Promoter 2.0、FPROM、NNPP预测人IDE基因分别有3个、2个、6个启动子.Relative profile score threshold选择80%、85%、90%、95%、100%时,JASPAR预测该序列存在5170、1771、454、87和5个可能的转录因子结合位点.Relative profile score threshold选择80%,搜索到6个潜在的TCF7L2转录因子结合位点.采用进化足迹法,LAGAN预测方法获得位于人和小鼠同源IDE基因启动子保守区域相同位置的转录因子结合位点为14个,包含转录因子SPI-1、cap、c-FOS、FREAC-3、c-ETS、Cdxa、HSF2等.发现一个CpG岛,位于1 303～1 705 bp 之间,大小为403 bp.人IDE基因启动子、CpG岛及转录因子结合位点的生物学信息学分析,为下一步基因表达调控实验奠定了基础.     

乌鳢（Channa argus）干扰素刺激基因Viperin和ISG15及其启动子的克隆与特征分析

应用抑制差减杂交、末端快速扩增和基因步移技术,克隆并鉴定了乌鳢干扰素刺激基因Viperin和ISG15及其启动子序列.Viperin cDNA全长1474nt,包含1059nt的开放阅读框,编码352个氨基酸.除N末端70个氨基酸外,Viperin蛋白氨基酸序列在鱼类和哺乳类具有高度的保守性.ISG15 cDNA全长758nt,包含468nt的开放阅读框,编码155个氨基酸,含有两个泛素样(UBL)结构域,C末端具有保守的UB偶联结构(LRGG).Viperin和ISG15启动子区存在保守的干扰素刺激反应元件(ISRE)和γ-干扰素激活序列(GAS).ISRE是干扰素刺激基因启动子区的重要特征,并与干扰素调控因子(IRF)1和IRF2的识别序列(IRF-E)部分重复;GAS参与介导II型干扰素激活基因的诱导转录.Viperin启动子区还包含保守的NF-κB结合位点,这是保守的NF-κB结合位点以一致的序列模式(GGGRNNYYCC)出现在鱼类干扰素刺激基因启动子区的首次报道.此外,Viperin和ISG15启动子尚存在TATA,CAAT,Sp1等转录因子结合位点.乌鳢ISG15基因5′非编码区含有单一的内含子,而Viperin基因5′非编码区未发现内含子.Viperin和ISG15mRNA主要表达在头肾、后肾、脾脏和鳃,肝脏中也有少量表达.体内干扰素诱导剂polyI:C刺激后,Viperin和ISG15基因在肝脏的表达水平明显增加.     

大鼠Neuritin基因启动子区克隆、鉴定及生物信息学分析

目的本研究旨在了解大鼠Neuritin基因启动子区特征,为明确神经受损后的再生中Neuritin基因在体内转录水平的调控提供理论依据。利用比较基因组学获取较为可靠的置信序列并设计上、下游引物克隆大鼠Neuritin基因5'调控区片段。方法采用生物信息学方法分析扩增片段序列特征,并采用多款转录因子预测软件预测大鼠Neuritin基因启动子主要调控区的转录因子结合位点。结果研究结果表明成功克隆出3447 bp大鼠Neuritin 5'调控区序列,大鼠Neuritin 5'调控区序列与小鼠同源率为91. 1%。生物信息学方法分析发现距大鼠Neuritin基因CDS区上游740～1012 bp位置处有一个Cp G岛,224 bp处有一个TATA-Box,初步推测大鼠Neuritin基因CDS区上游1100 bp为主要核心启动子区域。利用生物信息学软件预测主要调控区域含有AP-1,AP-2,AP-4和CREB等八个重要的转录因子结合位点。结论本研究大鼠Neuritin基因启动子的鉴定和相关转录因子结合位点的发现为进一步研究大鼠Neuritin基因的表达调控奠定了数据基础。     

家猪基因组含有大量保守非编码区

用190万条家猪随机读序分别比对人和小鼠的基因组，除去已知基因的外显子和新预测的人的编码区，得到大量含有保守非编码区的家猪序列。11．05％的家猪读序含有“猪—人”保守的非编码区序列，3．13％的家猪读序含有“猪—鼠”保守的非编码区片段，1．86％的家猪读序包含“猪—人—鼠”三者保守的非编码区区域。三者保守的非编码区序列跟人的相似性明显高于跟小鼠的相似性。另外，很多人、小鼠的非编码RNA基因跟上述含有保守非编码片段的家猪序列至少比对上一次。     

杂色鲍肌动蛋白启动子的克隆与序列分析

杂色鲍(H.diversicolor diuersicolor)是我国华南地区重要的海水养殖对象,作为利用转基因技术改良杂色鲍品质研究工作的首要部分,作者利用PCR和染色体步移(Genome Walking)方法克隆了杂色鲍肌动蛋白基因编码区部分序列和启动子序列(GenBank登陆号:EU622901).所分离的肌动蛋白基因DNA序列片段全长为1 990 bp,与GenBank中彩虹鲍(Haliotis iris)肌动蛋白A1基因序列和肌动蛋白A1a基因序列有非常高的相似性(99%和96%).在基因编码区中间发现了一个内含子区,在编码区之前发现一个类启动子区,经过Promoter Prediction在线软件分析,发现了该启动子序列和转录起始位点,同时也发现了该启动子特有的启动元件两个标准的CAAT BOX和一个TATA BOX.这些实验结果表明所克隆的杂色鲍肌动蛋白和启动子序列符合实验的目的.并且这一实验的成功也为下一步利用所分离的启动子做杂色鲍转基因工作打下基础.     

山羊Agouti基因启动子活性区域探究

对前期拼接获得的12 847 bp山羊Agouti基因序列(EF587236和JN651404)进行启动子活性区域预测,确定候选启动子区为6 450~7 100 bp,得到一个长度为2 537 bp的DNA片段,在该区域发现一个典型转录因子结合位点TATA框,并预测到HSF,SYR,GATA-1,Nkx-2,ADR1等多个转录因子结合位点;山羊基因组序列(登录号:AJPT01136617.1)中有两段序列与牛的预测启动子promoter A和promoter B同源性较高,据此设计引物扩增目的片段,同时构建12个荧光素酶报告基因质粒,瞬时转染人皮肤黑素瘤细胞A375和293T细胞检测目的片段是否具有Agouti基因启动子活性。结果表明,所构建的目的片段质粒与阴性对照相比无显著差异,说明所获得的目的片段不具有启动子活性。     

Experimental quest for orbital waves

One challenge in condensed-matter physics is the experimental confirmation of a new kind of elementary excitation orbital waves, or orbitons, which are predicted to exist in an orbitally ordered state. Saitoh et al. have observed three peaks at 160, 144 and 126 meV in the Raman scattering of orbitally ordered lanthanum manganate (LaMnO(3)), and interpret these as evidence of orbitons. However, we find similar peaks in the optical conductivity, sigma(omega), of LaMnO(3) and point out that the direct observation of orbitons in sigma(omega) is prohibited by a selection rule. This suggests that the Raman peaks observed by Saitoh et al. arise from multiphonons, and that the existence of orbitons has yet to be experimentally confirmed.     

枯草芽孢杆菌表达系统及其启动子的研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是工业应用中一种重要的模式菌株,具有非致病性、遗传背景清晰、分泌蛋白能力强、容易分离培养等特性,是异源蛋白表达和分泌的理想宿主。高效可控的启动子是实现外源蛋白高效表达的关键因素之一。根据诱导机制,启动子可分为组成型启动子、诱导型启动子、自诱导启动子和时期特异性启动子。本文介绍了枯草芽孢杆菌表达系统、芽孢杆菌σ因子类型及枯草芽孢杆菌启动子的结构,比较了常用启动子的优缺点,总结了新启动子克隆和改造及生物信息学预测启动子的方法,并对枯草芽孢杆菌启动子未来的研究方向进行展望,为进一步研究启动子的结构和功能及工业生产外源蛋白奠定基础。     

Identification and characterization of two novel box H/ACA snoRNAs from Schizosaccharomyces pombe

Ineukaryotes,alargenumberofsmallnucleolar RNAs(snoRNAs)accumulatedwithinthenucleolus playimportantrolesinprecursorribosomalRNA(pre RNA)processingandmaturation[1].AllsnoR NAs,withtheexceptionofRNaseMRP,canbe broadlydividedintotwoexpendinggroups,boxC/D andH/ACAsnoRNAs,basedonconservedsequence elements[2].BoxC/DsnoRNAscontaintwocon servedshortsequencemotifs,boxC(UGAUGA)and boxD(CUGA),locatedonlyafewnucleotidesaway fromthe5′and3′ends,respectively,generallyas partofatypical5′3…     

基于碱基偏好分析和SVM的植物启动子识别

植物启动子识别是真核启动子识别中的重要研究领域.针对目前植物启动子识别算法的特异性较低的问题,提出了一种基于GC碱基偏好分析和支持向量机（SVM）的植物启动子识别算法.首先通过对GC含量的分析将DNA序列分类为GC偏好序列和非GC偏好序列,然后进行结构特征和信号特征的提取,最后通过SVM分类器进行启动子识别.SVM分类器由四个SVM子分类器组成,即启动子-3’UTR子分类器,启动子-5’UTR子分类器,启动子-Intergenics子分类器和启动子-CDS子分类器.实验结果表明,该算法比其他算法具有更高的特异性,对植物启动子识别具有积极意义.     

Specific growth response of ras-transformed embryo fibroblasts to tumour promoters

Chemical carcinogenesis is a process involving multiple steps, as shown in several in vivo experimental systems. Two early steps have been well characterized: initiation, achieved by a single, subthreshold dose of a carcinogen, and promotion, induced by repetitive treatments with a non-carcinogenic tumour promoter. At the cellular level, establishment of the transformed phenotype is also a multi-step process and activation of several, independent genes appears to be required. Here we show that, like initiated cells, primary rat embryo fibroblasts (REFs) containing a ras but not a myc oncogene, are strongly and specifically stimulated to grow by tumour promoters. In the presence of these promoters, ras-containing REFs acquire the ability to overgrow normal cells in the monolayer and to form foci with 100% efficiency. Similar to the in vivo situation, promoter effects can be blocked by the concomitant application of retinoic acid.