足迹测序——一种快速精确测定被蛋白保护的DNA序列的方法

测定被调控蛋白保护的DNA顺序是阐明基因调控机制的必不可少的环节.为此,通常先将被保护的DNA片段克隆到合适的质粒上,再用化学法测定被调控蛋白保护的DNA序列.但此法操作步骤繁多,又要求多量的DNA,测定的灵敏度也较低.我们设计了“足迹测序”法,它能直接、快速测定已克隆的被蛋白保护的DNA序列.已用此法测定了和结瘤调控蛋白专一性结合的DNA序列.     

基因发现史话

基因组革命 （续上）ＤＮＡ测序技术由于揭示了原先并不了解的基因之间的相互联系而立即震惊世界。两个较早的例子是致癌基因ｓｉｓ和ｅｒｂＢ。一个研究组克隆了这些基因并测定了它们的ＤＮＡ序列。同时，另一个主要从事生化研究的小组分离了两种蛋白质──血小板生长因子（ＰＤＧＦ）和表皮生长因子（ＥＧＦ）──并测定了两者的氨基酸序列。令这两个研究组人员惊讶的是，致癌基因的ＤＮＡ序列与这两种控制生长的蛋白质的氨基酸序列几乎完全一致。这就立刻表明，是致癌基因ｓｉｓ和ｅｒｂＢ使正常细胞转变成癌细胞的。 发现这样的联系还只…     

中国科学家独立完成水稻第4号染色体的精确测序

2002年11月21日, 科学技术部、中国科学院和上海市人民政府在沪联合宣布, 中国科学家完成了所承担的国际水稻基因组计划第4号染色体精确测序任务, 对国际水稻基因组计划测序工作的贡献率达10%. 这是我国迄今为止完成的最大的基因组单条染色体的精确测序, 这标志着我国在大基因组测序方面已经具备构建完成图的绘制能力, 成为基因组学研究强国之一. 测序专家工作组组长、中国科学院国家基因研究中心韩斌博士等研究人员, 在《Nature》杂志上发表题为《水稻基因组第4号染色体序列及分析》的论文, 宣布采用克隆步移法完成了对水稻粳稻基因组第4号染色体全长序列的精确测定. 拼接后总长为35000 kb, 精确度为99.99%, 覆盖染色体全长序列98% (仅留下7个小的空洞), 达到了国际公认的基因组测序完成图的标准. 这与在《 Nature》杂志同时发表的日本科学家Sasaki博士等人完成的第1号染色体精确测序的结果一起, 对国际基因组研究计划起到了巨大的带动作用. 《Nature》杂志审稿人称, 水稻第4和第1条染色体测序的完成是紧接着水稻基因组草图完成后水稻基因组测序项目工作中里程碑性的事件……     

个人遗传学:新时代的大问题

距离科学家首次粗略测定人类基因组序列已经十年过去了。如今,像23andMe这样的公司已能直接为顾客测定部分基因组序列,顾客只需支付99美元。专家组费用一落千丈、获取途径变广的DNA测序技术正开创个体化遗传医学的新前景,同时它们也推     

基于二次打断IPed DNA片段ChIP-Seq的模拟分析

ChIP-Seq是在全基因组水平上研究活体细胞中蛋白质和DNA相互作用谱的有效手段.近年来,随着高通量短序列DNA测序技术的快速发展,研究基于新一代DNA测序方法的ChIP-Seq分析算法已经成为热点之一.然而,目前报道的分析方法主要是基于对免疫共沉淀获得的DNA片段进行片段大小选择后的ChIP-Seq数据,也就是主要针对Solexa系统获得的数据进行分析的算法.SOLiD系统是目前测序通量最高的新一代DNA测序系统.在SOLiD系统的DNA测序文库制备过程中,采用对免疫共沉淀获得的DNA片段进行二次超声打断可以满足ePCR对序列长度的要求,因此SOLiD测序文库中的DNA测序片段较短.到目前为止,基于SOLiD系统测序特点的ChIP-Seq研究很少报道.本文旨在研究测序文库中DNA片段的长度对ChIP-Seq分析的影响.通过真实的ChIP-seq数据和模拟产生的ChIP-Seq数据,对目前3种主要的ChIP-Seq分析方法(CisGenome,SISSRs以及MACS)的特点进行研究.有报道表明来自Solexa系统的ChIP-Seq数据局部有明显的正负链双峰特征,而通过对真实的来自SOLiD系统的ChIP-Seq数据特征的挖掘,我们发现单个峰局部无明显的正负链双峰特征,并且峰的局部的序列分布大部分符合正态分布.基于这些特征,我们模拟了两个不同测序平台的ChIP-Seq实验.在控制了模拟实验的可比性后,我们发现当前基于Solexa文库制备方案的ChIP-Seq数据发展的算法,并不能有效地捕获来自SOLiD系统的ChIP-Seq数据特征.我们的研究还表明,误用ChIP-seq软件可能是导致部分SOLiD的ChIP-seq实验失败的原因.因此,需要开发一种新的基于二次打断IPedDNA片段的ChIP-Seq分析策略.     

扬子鳄的线粒体全基因组与鳄类系统发生

通过酶切、克隆、测序, 结合Long-PCR和Primer Walking法对扬子鳄线粒体DNA基因组进行全序列测定. 结果表明, 扬子鳄线粒体基因组DNA序列全长为16746 bp, 其基因组碱基组成为29.43%A, 24.59%T, 14.86%G, 31.12%C. 与其他大多数脊椎动物相同, 其基因组由13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因及1个非编码的控制区(D-loop)组成. 基因的排列与已测序的鳄类相似. 在全序列分析的基础上, 对12S rRNA基因序列、16S rRNA基因序列、蛋白质编码基因序列及其合并数据用MP法和ML法构建系统发生树, 结果表明扬子鳄与密河鳄的亲缘关系较近, 支持传统观点. 根据ML树的支长数值估计钝吻鳄属发生的时间为74.9 MaBP, 扬子鳄与密河鳄分歧的时间为50.9 MaBP.     

基因组、格鲁吉亚头骨名列2000年科学大事件榜首

作为打开基因生命史册大门的人类基因组测序工作比预期要快得多，该项研究名列２０００年的科技成就之首。 基因图谱工作者还推出了倍受实验室科学家们喜爱的果蝇和拟南芥的序列。两者本身非常有意义，但同时对人类遗传学研究也具有宝贵的参考价值。同时，几种微生物基因组的测序工作也已完成，包括引起霍乱和脑膜炎的病原微生物的测序。这些成就都将最终找到治愈这些疾病以及其他疾病的方法。 美国科学促进会（ＡＡＡＳ）出版的《科学》杂志把ＲＮＡ控制核糖体称之为第二大科技进展。核糖体是细胞的一个组成部分，是蛋白质合成的场所。 《…     

全外显子测序在糖尿病中的应用

糖尿病是一组由于胰岛素分泌缺陷或生物作用受损引起的以高血糖为特征的代谢性疾病，可导致各种组织尤其是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害及功能障碍。糖尿病的发病机制非常复杂，其中遗传因素在糖尿病的发病过程中起着至关重要的作用。全外显子组测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后，进行高通量测序的基因组分析方法。基于其高特异性、高准确性和高覆盖度的优点，全外显子测序已在复杂疾病如糖尿病、肥胖等疾病易感基因的识别方面发挥了巨大作用。文章综述了全基因组外显子测序技术在糖尿病的遗传易感基因及其编码变异筛选中的应用。     

基于PC/Linux的分子生物信息数据库查询系统

随着人类基因组计划等大型国际项目的实施,分子生物信息的研究、开发和应用已经成为当前一个前沿领域和研究热点．ＤＮＡ序列测定技术的完善和应用,使核酸序列数据库迅速增长国际上著名的３大核酸序列数据库ＥＭＢＬ,ＧｅｎＢａｎｋ和ＤＤＢＪ的数据量以指数曲线增长．与此同时,国际上两大著名的蛋白质序列数据库ＳｗｉｓｓＰｒｏｔ和ＰＩＲ的数据量也随之增长．Ｘ射线衍射和核磁共振结构测定技术的改进,使蛋白质空间结构测定的速度加快．ＰＤＢ数据库中以蛋白质为主的生物大分子结构数据已达１万多套．此外,Ｍｅｄｌｉｎｅ等文献摘要…     

搜查病毒的“犯罪路线”

当确认某种疾病的爆发后,必须和时间赛跑,追踪感染源并控制病毒的传播。自去年成功追踪某疾病的爆发后,细菌基因组测序技术的重要性得到了证实,该技术能在几天之内测定细菌的基因组序列。     

钩端螺旋体蛋白质相互作用网络预测与系统分析

问号钩端螺旋体是一种致病菌, 能够引起人畜共患病. 该细菌全基因组序列测序的完成, 为从全蛋白质组学的角度分析蛋白质相互作用网络提供了基础. 本研究通过整合4种计算方法(基因融合法、基因邻居法、系统发生谱法和操纵子法)来预测钩端螺旋体赖株蛋白质相互作用网络. 对运动和趋化系统、信号传导系统、脂多糖生物合成以及黏附、侵袭等有关蛋白质之间的相互作用进行了详细分析. 除此以外, 根据蛋白质的相互作用网络以及功能分类, 预测了203个未知蛋白质可能的功能. 这不仅为进一步研究钩端螺旋体赖株的致病机制提供了一个资料, 也为在基因组范围内应用生物信息学方法研究微生物提供了一个实例.     

人类基因组测序引起世人瞩目

人类基因组序列第一部分今日问世 由世界各国科学家联合参与、旨在破译人体细胞全部遗传密码的“人类基因组计划”取得第一次堪称里程碑的重大突破。今天，英国剑桥桑格中心的伊恩·邓纳姆（Ｉａｎ Ｄｕｎｈａｍ）及其同事在《自然》杂志上发表了２２号染色体的基因序列。２２号染色体是人类２３对染色体（位于细胞核内分离的ＤＮＡ分子）中次小的一对。 ２２号染色体的ＤＮＡ序列测定是包括美国、英国和日本在内的世界各国研究人员大规模联合攻关的结果。尽管它还含有一些小空白（由于技术原因尚未测序的ＤＮＡ段落），但仍不失为一项令人…     

人类基因组阐释任重道远

现在,为获得人类基因组序列草图而开展的竞赛已宣布打成光荣的平局,注意力将转向最终完成序列和“阐释”整个基因组——给所有的基因定性,并搞清楚它们的功能。这一阐释工作是极端繁重的,需要迄今最大规模的国际互联网协作。 如果塞莱拉基因组公司现在就停止测序工作的话,那么完成整个基因组测序的任务——为保证精确度,每一碱基要测序１０次以上（１０Ｘ）——就将落到政府支持的“人类基因组计划”（ＨＧＰ）组织身上。在这一方面,据桑格中心的Ｔ·赫巴尔特声称,６月下旬,当他们将ＨＧＰ数据进行计算机分析时得到了一次惊喜。他…     

不用比较的基因组分析

2004年4月29日的《自然》杂志发表了一篇论文 ,描述了一种检测蛋白质的选择压力的新方法 ,其新颖之处在于 :它可以只以一种单一基因组为研究对象 ,而不用 (传统方法 )比较核苷酸序列。经典的对蛋白质 (承受 )的选择压力进行测量的方法需要比较来自为数众多的个体或物种的核苷酸     

哺乳动物基因图谱计划

哺乳动物基因图谱（ＭＧＣ）计划是由美国国立卫生研究院（ＮＩＨ）实施的生产全长互补ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）资源的一项新举措。该计划将向整个研究领域公开提供可查询的资源。ＭＧＣ计划承担的任务包括文库的生产、测序和数据库的建立与发展,以及服务于获得一全套人类和其他哺乳动物的全长（开放读框）序列和表达基因的克隆的目标的对文库构建、测序和分析技术的支持。 要识别所有可能的转录的哺乳动物基因组区域还不是一件容易的事。这部分是因为很大一部分ＤＮＡ不编码基因转录本,而且转录的法则和转录本加工的法则尚未完全为人所知。因…     

当基因图谱成为奢侈品

2008年1月,瑞士百万富翁丹·斯多切斯库(Dan Stoicescu,题图)成为世界上第二个花钱购买自身完整基因组序列的人(第一个是詹姆斯·沃森(James D.Watson),也是少数愿意支付35万美元对自己基因进行测序分析的个人之一.     

油菜次生休眠种子转录组的RNA-seq分析

油菜种子次生休眠特性是油菜产区自生苗长期留存并持续危害的主要原因,也是转基因油菜环境安全评估的重要性状.为探讨该性状的分子生态学特征,本研究以强次生休眠油菜品种的成熟种子为材料,对次生休眠前种子(CK)和次生休眠后种子(SD)的转录组进行了RNA-seq分析.2份样本测序所得的有效数据均超过了4 Gb,并从头拼接出序列长度?100 bp的转录本314261个,其中29740个转录本的序列长度?500 bp.根据功能注释信息,在?500 bp的长序列转录本中有1641个成员被分类到24种COG类群,有16515个成员被GO分类到2648个功能节点.在P?0.001显著性水平和2倍以上RPKM变化条件下,鉴别出452个代表性的长序列差异表达转录本,其中343个成员有序列高度相似的拟南芥同源基因对应.数据显示,绝大多数ABA,GA合成代谢和信号转导基因能从休眠种子转录组中找到同源转录本,但它们的表达水平在样本间多无显著差异.综合GO富集、KEGG富集以及种子休眠调控基因同源转录本的差异表达信息,脂肪酸代谢信号有可能参与到油菜种子次生休眠的诱导发生.本研究结果对于认识油菜自生苗发生规律和评估转基因油菜环境安全性具有重要意义.     

基于分子印迹的蛋白质识别及应用研究进展

分子印迹是制备具有模拟抗体分子识别特性材料的技术,其制备方法简单、成本低、材料稳定性好,已广泛应用于固相萃取、色谱分离、模拟酶催化、生物化学传感器、药物递送等领域.分子印迹发展至今,小分子印迹技术发展迅速,而蛋白质分子印迹研究发展相对缓慢,这主要和蛋白质复杂的自然属性有关.虽然蛋白质分子印迹挑战巨大,但是在国内外科研工作者的不懈努力下,近年来蛋白质分子印迹已取得一定的研究进展,其中不乏一些成功的新型蛋白质印迹策略.这些性能优异、功能独特的新型蛋白质印迹材料,已成功应用于蛋白组学、疾病诊断/治疗、生物成像等领域,并表现出巨大的潜在应用价值.本文总结了近10年以来蛋白质分子印迹的新方法、新策略和潜在应用前景,分析了蛋白质分子印迹领域的发展现状及存在的挑战,并展望了该领域的机遇和前景.     

锡林郭勒牧场人畜肠道微生物及土壤微生物多样性的比较分析

以内蒙古锡林郭勒镶黄旗呼日敦高勒嘎查牧场内牛、山羊、绵羊、马、人的粪便和土壤为研究对象,利用Pac Bio SMRT测序平台对细菌16S rRNA基因全长进行测序,运用生物信息学分析方法对人畜肠道微生物及土壤微生物多样性进行全面评估.结果发现,人畜肠道菌群均以厚壁菌门和拟杆菌门为优势菌门,而土壤以酸杆菌门和变形菌门为优势菌门.在属水平,人畜以梭菌属、拟杆菌属为优势菌属,而土壤以Blastocatella和芽孢杆菌属为优势菌属.在种水平人以Escherichia/Shigella dysenteriae和Streptococcus salivarius为优势菌种,而4种家畜的优势菌种均为Oscillibacter valericigenes和Eubacterium coprostanoligenes.土壤以Blastocatella fastidiosa和Bacillus longiquaesitum为优势菌种.比较各样品α多样性发现,人肠道微生物的多样性显著低于其他食草动物.通过主坐标和层次聚类分析发现可将6种样品分为:组1(人)、组2(马)、组3(绵羊、牛、山羊)和组4(土壤)4组.本研究对差异OTU进行比对分析探究了造成该分组的原因.因此本研究揭示了土壤、人和家畜肠道微生物组成和结构存在显著的差异,为进一步研究不同生境中微生物多样性提供数据参考.     

HPLC在线二阶微分光谱法检测基因工程产品的C-端肽

遗传工程重组蛋白质N-端序列和C-端序列分析是鉴定其结构特征的2项重要的指标.N-端的序列分析即采用经典的Edman方法,在商品化的仪器上自动分析50个以内的N-端氨基酸残基,已经是一种常规方法,近年来技术发展可以通过SDS-PAGE电泳印迹到PVDF膜上,在膜上直接分析蛋白的N-端序列,不但可以用来测定产品的顺序,而且为检验基因工程培养物是否与预期表达产物相吻合提供了一个相当简便的方法.