真核基因选择性剪接机理的初步研究

真核基因表达调控是生命科学研究的前沿、热点。RNA的选择性剪接在真核基因表达调控中起着十分重要的作用。该文从已有数据出发 ,对真核基因的剪接机制以及选择性剪接的机制进行了初步的研究。结果表明 ,在真核基因的剪接过程中 ,可能存在一种“粗定位—细定位”的过程 ,即在剪接过程中首先有一粗略的定位过程 ,根据序列的嘌呤、嘧啶浓度特征寻找出剪接位点的大致位置 ;然后在这一基础上 ,根据几个保守碱基所提供的信息找到准确的剪接位点。这一结果对于进一步研究真核基因的剪接机制 ,特别是选择性剪接发生的机理有很大的启发。     

一种基于综合信息的剪接位点识别方法

为提高剪接位点识别的精度,提出一种基于综合信息的剪接位点识别方法.通过分析供体位点与受体位点的剪接信号、剪接序列、位点附近序列的二级结构,以及剪接因子作用过程等特征,分别为供体位点与受体位点建立信号模型和序列模型;应用Vienna软件中的Mfold包预测每个剪接位点附近序列最稳定的二级结构,将传统的四字符核酸表转化为八字符核酸表,每个序列用八字符进行描述,用结合了结构信息的序列对信号模型和序列模型进行训练学习;最后用训练好的模型进行剪接位点的识别.实验结果证明:该方法对剪接位点的识别取得了很好的效果,其识别精度可达95%以上.     

基于卷积神经网络的基因剪接位点预测

研究剪接位点可以更深入地探索剪接机制和基因预测方法,准确预测剪接位点至关重要。基于深度学习技术提出一种新的预测方法,无需人工提取样本特征,以基因序列的K-MER编码向量作为输入,采用训练后的卷积神经网络(CNN)模型进行预测。基于人类基因HS3D供体数据集,与传统机器学习方法进行预测比较,结果表明预测模型的主要性能指标,包含马修斯相关系数(MCC)、灵敏度(SN)均超过传统的机器学习方法。     

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.     

癌症相关基因选择性剪接进化数据库的构建

选择性剪接是真核生物基因调控的基本调节机制之一,与各种类型的生理和病理活动相关.癌症相关基因的不正常剪接可能与多种癌症的发生发展有关.作为选择性剪接进化的主体,选择性剪接外显子展示了其在不同物种中多样的进化功能.本文系统整理了2 989个癌症相关基因的各项功能,通过比较基因组学的分析方法总结了癌症相关基因的选择性剪接外显子的功能和进化关系,建立了癌症相关基因选择性剪接进化数据库(ASeeDB数据库).ASeeDB包含癌症相关基因外显子区域的进化保守性、结构域预测、Ka/Ks值、以及基因、转录本、外显子区域3个层次的表达量统计等信息,结合这些信息用户可以方便的检索有研究意义的基因或者外显子.外显子区域蛋白质结构域的预测可以帮助了解其可能的功能,而外显子是否存在选择性剪接又可以推及包含该外显子的转录本是否具有相似的功能以及推测剪接是否会对蛋白质功能发生影响.数据库提供的物种间的序列比对可以帮助用户发现没有注释的外显子区域或者是保留的失去功能的外显子.相比于基因层面的Ka/Ks,数据库提供的外显子层面的Ka/Ks对于发现适应性进化事件具有更高的敏感性,可以更加方便地预示基因中未知功能的区域.     

隐Markov模型在剪接位点识别中的应用

剪接位点的识别是基因识别中的一个重要环节。由于现有的基因识别算法主要关注编码区的整体特性 ,而并不着重考虑个别位点的信息 ,因此难以准确地识别出剪接位点。考虑到剪接位点附近的保守序列的相邻碱基之间应该存在某种相关性 ,利用一阶 Markov链建立了表述这种相关性的模型 ,在此基础之上 ,设计了专门用于剪接拉点识别的隐马氏模型 (HMM)方法。实验结果表明 ,用 HMM描述剪接位点附近序列符合实际情况 ,并且利用这一方法进行剪接位点的识别可以很好地提取位点附近保守序列在边缘分布与条件分布 (转移概率 )上的统计特征。使用该方法对真实剪接位点和虚假剪接位点进行识别 ,识别率均可达 90 %以上。     

针对基因选择性剪接的多序列比对算法研究

为对真核基因的选择性剪接形式进行准确、快速、有效的研究 ,提出了一种启发式多序列比对算法。该算法借助引导树启发序列之间的两两段对段比对 ,通过建立序列相似性估计模型 ,给出了一种由序列间相同词数估计序列相似程度的方法。利用这种方法构造引导树 ,大大缩短了其构造时间。通过采用序列间的段对段比对 ,克服了间隙罚分问题 ,更准确地反映了真核基因的选择性剪接形式。引导树构造方法的改进和快速局部比对算法的采用 ,使得算法运行速度大大高于一般算法。该算法为真核基因的选择性剪接研究提供了一种新的有效途径     

基于Jensen—Shannon差异的可变剪接分析

针对传统方法仅能分析基因的单一可变剪接模式的问题,设计了一种基于Jensen—Shannon（JS）差异的生物信息学方法ASAT,用以分析基因在转录本水平的多可变剪接模式．将ASAT应用于小鼠转录因子Klfl敲除实验的RNA—Seq数据,预测出12个发生了可变剪接变化的基因,并在转录本水平对这些基因的可变剪接模式进行了分析．通过基因功能富集分析,发现其中有两个基因Timp1、Gm13654与Klf1能够显著富集在红血球发育、分化及动态平衡的生物过程．结果表明,ASAT可预测到与生物功能相关的可变剪接基因,并能够分析转录本水平的可变剪接模式．     

利用条件随机场实现DNA剪接位点的预测

为解决传统的基因识别算法主要关注编码区的整体特性,而并不着重考虑个别位点的信息,因此难以准确地识别出剪接位点的缺点,提出了基于条件随机场的剪接位点预测方法,条件随机场能够更好的处理标记数据之间的依赖关系,并且能够避免数据标记偏置的问题。实验结果表明基于条件随机场的剪接位点预测方法是一种合适的方法,能够取得更好的效果。     

Takagi-Sugeno模型在剪接位点识别中的应用

为降低基因剪接位点识别算法复杂度和计算量,根据剪接位点上下游序列的保守特性及碱基组成随位点邻近序列GC含量变化等统计特征,建立Takagi-Sugeno模糊模型.通过模型输出值和阈值比较,判断真实的剪接位点.基于模糊似然函数的模糊聚类算法确定模型结构和前件参数,并结合最小二乘法完成该模型后件参数的识别.仿真结果表明,该算法简单,可使模糊模型的结构辨识和参数辨识同时完成,从而实现模糊模型的快速识别;能够很好地提取剪接位点附近保守序列的统计特征,为剪接位点的识别提供一种新的方法.     

基于FPGA的多路视频实时处理系统

针对传统多路视频监控系统控制不灵活,处理速度慢,系统无法对各路视频信号进行视频算法等问题,介绍了一种采用FPGA设计多路视频实时处理和显示的系统方案. 通过使用单片FPGA硬件方式实现多路视频的采集、格式转化、视频缓存、视频算法处理、视频拼接和显示,并可以进行多路视频与其中任意一路视频切换显示和处理,同时系统支持对每一路视频进行不同的算法处理. 该方案利用FPGA的并行处理能力,可以实时处理和显示4路视频,帧频达到了15帧/秒,每一路视频信号的处理时间不超过4 ms. 该方案具有低成本、低功耗、实时性好、扩展性强等特点,适用于目前常用的视频监控应用场景.     

精品课程教学录像的制作

精品课程视频录像的制作,是精品课程建设的重要组成部分,文章以精品课程视频录像制作的全过程为出发点,对如何制作出优秀的精品课程视频录像作了详尽的阐述。     

桥梁拼接方式的工程分析方法

针对中国经济建设和道路桥梁事业的发展过程中,如何做好旧桥拓宽改建工作,阐述了桥梁拓宽的分类,然后具体分析了桥梁拓宽拼接的方式方法及其优缺点进行了探讨,为今后桥梁工程的拓宽拼接的实施具有一定的参考价值和指导意义。     

关于地图图像的半自动拼接技术研究＊

研究了将由扫描仪分块扫描输入的地图图像拼接成整幅地图的问题，给出了半自动拼接地图图像的方法和步骤，这些方法经在ＩＢＭ４８６微机上实践表明，拼接后的地图分割存储便于进行图像信息管理，并且可实现全图平移     

基于小区域融合的实时视频拼接技术

针对视频拼接实时性的需求, 提出一种利用小区域融合和查表映射实现实时视频拼接的方法. 该方法首先利用颜色校正算法对待拼接摄像头视频进行颜色校正; 然后在初始化阶段估算出图像变换参数和小区域融合权值, 并以索引表的方式保存; 最后在视频拼接阶段利用查表法对视频进行实时拼接. 实验结果表明, 该方法在较好消除残影和拼接缝隙的同时, 能将每帧的平均拼接时间降低至约0.03 s, 并在拼接速度和拼接效果上都较好.     

应用于民用领域的航空摄像处理系统

介绍了一种使用廉价的摄影设备实现对地面三维地形的勘测系统,系统由机载摄像系统和地面应用处理系统组成,实现用视频摄像机完成对地观测任务,可应用于城市建设、森林植被勘测、边境安全监视、反恐、缉毒等应用领域。提出的对视频图像处理的技术包括无缝拼接、地理注册、形成高精度地面3D模型影像。     

老鼠基因组盒式外显子和内含子保留型可变剪接位点预测

老鼠和人类基因组的同源性超过90%,老鼠基因组的研究为人类基因组序列研究提供了参考数据.统计分析了老鼠盒式外显子和内含子保留型剪接位点附近的序列保守性特征,并据此分别利用基于多样性指标的支持向量机和二次判别法对老鼠基因组中这两种剪接类型的供体端和受体端可变剪接位点进行了预测.独立检验结果表明,盒式外显子和内含子保留型的供体端和受体端可变剪接位点的预测均能达到较高的识别精度.     

一种光纤固定接头接续损耗特性的研究

根据OTDR实验测试曲线和光场局域模式耦合理论，对自行研制的毛细管固定连接器的接续性能进行了分析研究，研究表明，毛细管壁与光纤包层间的缝隙必须控制在一定的范围内，才能保证较低的接续损耗。