利用生物信息学资源设计简并引物

根据已知序列设计简并引物以分离基因家族内的其他新成员，是发现新基因的一条捷径．介绍了利用生物信息学资源设计简并引物的各个步骤：利用在线服务滚动式搜索家族所有成员序列；对家族成员序列进行多序列对比；确定合适的保守区域；利用专业软件设计引物；并对引物进行修饰等。     

甜瓜持绿蛋白的生物信息学分析

采用生物信息学方法,对甜瓜持绿蛋白(stay-green protein,SGR)理化性质、信号肽、前导肽、功能型位点、疏水性和亲水性、跨膜结构域、蛋白质二级结构和三级结构进行预测和分析,并构建系统进化树.结果表明:甜瓜含有4个持绿蛋白家族成员,进化分析发现有2个同源基因对,同源的基因对之间功能上完全冗余,4个蛋白都不具有信号肽和跨膜结构域,属于非分泌型蛋白,推测SGR可能在细胞质基质中发挥功能.采用同源建模法预测其三级结构,并通过拉氏构象图分析准确性和合理性,证明了同源建模的结果相对可靠性.     

miR-430基因簇的生物信息学分析

很多microRNA （miRNA）基因在基因组上紧密排列形成miRNA基因簇,mir-430是目前已发现的最大miR-NA基因簇,但其起源和进化方面却是未知的.为了揭示mir-430基因簇的起源及其在相关物种的进化关系,文中基于miRNA序列同源保守的特点,采用BLAST程序在NCBI基因数据库中搜索mir-430序列,在14个物种中共搜索到35个mir-430基因序列,这14个物种都为硬骨鱼类.多序列对比发现mir-430基因簇成熟序列的第2到第8位碱基以及第16到第22位碱基为保守序列.进化分析表明七鳃鳗的pma-mir-430基因可能是此基因家族最早出现的基因形式,并且pma-mir-430e可能是其他物种mir-430基因的祖先基因.祖先基因经过个别碱基的缺失及突变、串联重复和大片段重复等方式形成了mir-430基因簇.该研究通过分析不同物种中mir-430基因簇的特征,揭示mir-430基因簇的分子进化规律,为其调控网络和功能研究提供理论基础.     

梅花鹿抗病毒蛋白的生物信息学分析

通过在线生物软件分析梅花鹿四种抗病毒蛋白A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白的生物信息学特性。从转录组中获得四种蛋白的基因序列,应用Prot Param、Protscale、SOPMA、TMHMM、Target P、Signal P、Motif Scan、Interproscan以及BLAST等在线软件分析蛋白的理化性质、二级结构、穿膜域、结构域等等。首次获得了四种抗病毒因子的基因和蛋白序列,梅花鹿A3Z2基因编码393个氨基酸,相对分子质量为47.59 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有糖基化和磷酸化位点,两个胞嘧啶脱氨酶结构域。梅花鹿BST-2A和2B基因编码159个氨基酸,相对分子质量为17.69 k Da和18.12 k Da,酸性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽,BST-2A有两个跨膜结构域,BST-2B有一个跨膜结构域,膜定位,具有糖基化和磷酸化位点。梅花鹿SAMHD1基因编码613个氨基酸,相对分子质量为70.51 k Da,碱性,不稳定性亲水蛋白,无信号肽和跨膜结构域,胞内定位,具有磷酸化位点,d NTP磷酸水解酶活性结构域。梅花鹿A3Z2、BST-2A、BST-2B和SAMHD1蛋白具有潜在的抗病毒能力。     

天麻DNA分子的克隆与鉴定及其生物信息学分析

运用随机扩增多态性DNA（RAPD）技术测定天麻DNA指纹图谱,从中选择需要的特异DNA片段．经过DNA回收、克隆与鉴定,获得目的DNA阳性克隆．通过DNA测序和生物信息学分析确定目的DNA的新颖性及其所含的生物信息．应用PCR技术研究了该DNA序列在天麻种群中的分布．结果表明,该DNA序列是新发现的,而且含有丰富的生物学信息,值得进一步研究．本研究成果为天麻基因组DNA的开发与利用提供了科学依据,可应用于天麻种群的遗传分类,对其他经济植物包括药用植物的相关研究具有借鉴意义．     

NAP1基因和ARHP基因启动子区的生物信息学分析

采用进化足迹法,利用生物信息学在线软件,分析了鼻咽癌相关肽基因NAP1和成人视网膜假定蛋白基因ARHP的启动子结构,在人和小鼠NAP1基因的启动子保守区内预测出38个共同的转录因子结合部位,在人和小鼠ARHP基因的启动子保守区内预测出44个共同的转录因子结合部位,分析结果为NAP1基因和ARHP基因调控区的分析与鉴定,基因表达调控机制的研究提供了重要的参考.     

中华按蚊AsBe3基因的克隆、生物信息学分析与分子对接

【目的】克隆中华按蚊(Anopheles sinensis)羧酸酯酶基因AsBe3,并对该基因进行生物信息学和分子对接分析。【方法】克隆AsBe3基因编码序列,并在AsBe3蛋白的理化性质、系统发生关系、二级结构、多重序列比对、系统发育关系等方面对进行了预测和分析;通过同源建模和分子对接,分析AsBe3蛋白与氟氯氰菊酯形成稳定复合物的关键氨基酸残基。【结果】通过克隆得到了编码AsBe3基因的序列,大小为1 302bp。在系统发育关系方面,AsBe3蛋白在8种不同物种中具有很高的保守性。AsBe3蛋白是疏水性蛋白,相对分子质量为48.45kDa,无信号肽和跨膜区。氟氯氰菊酯与AsBe3蛋白的结合自由能约为-42.3kJ·mol~(-1),理论上AsBe3蛋白能够代谢氟氯氰菊酯。【结论】研究结果为后续对AsBe3基因进行生物学功能研究奠定了基础,为下一步开展AsBe3蛋白代谢研究提供了基础数据,也为阐释羧酸酯酶代谢抗性的分子机制提供了理论依据。     

生物信息学技术克隆并分析新基因STRF7

为进一步研究信号转导相关的新基因片段BE644250,采用生物信息学方法克隆基全长cDNA,并分析了其ORF,电子表达谱,染色体定位等,之后对全长序列进行了实验验证。电子延伸（contig)获得了729bp的延伸产物,含一个典型的74aa的ORF,命名为STRF7。与已知蛋白无明显同源性,部分地相似于人的源框蛋白CDX－4和酵母的转录调节子ADR6,属一新发现的基因;RT－PCR从IL－6刺激后的U937中克隆了STRF7基因,基序列与电子延伸结果安全一致,进一步的分析显示STRF7在多种组织中表达并定位于第6号染色体上,上述结果显示,STRF7是一个新基因,编码含74aa的蛋白,并且是一个潜在的转录因子。     

天人菊matK基因克隆及生物信息学分析

为了完善天人菊的遗传信息,丰富菊科植物分子生物学分析数据.通过PCR扩增、基因克隆获得天人菊matK基因的完整核苷酸序列,采用生物信息学方法分析天人菊matK蛋白的结构及性质,并与其他12种matK氨基酸序列进行对比,构建系统进化树.结果表明,天人菊matK基因全长1296 bp,可编码432个氨基酸,二级结构以α-螺...     

慈竹CCoAOMT基因的克隆及生物信息学分析

咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶是木质素生物合成过程中的关键酶之一。该研究以慈竹嫩茎为材料,采用RT-PCR及RACE方法,克隆CCoAOMT基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明:1个慈竹CCoAOMT基因cDNA全长序列被成功克隆,该序列全长为1 080 bp,含有1个777 bp的读码框,编码了1个包含258个氨基酸的蛋白质,分子质量约为28.861 ku,等电点为5.33,二级结构中α-螺旋占42.25%,β-转角占8.91%,延伸链占15.89%、无规则卷曲占32.95%。对氨基酸多序列比对发现,慈竹与绿竹的CCoAOMT1基因亲缘关系最近,但慈竹CCoAOMT基因编码的氨基酸与绿竹相比,在第10位点上发生了缺失,5个位点发生了变异。慈竹、绿竹、毛竹、玉米CCoAOMT基因编码的氨基酸中都含有1个相对保守的无序化区域。NaC-CoAOMT1基因组织表达结果表明,其在未展开叶、笋上部和中部、茎的上部和中部的表达量较高。笔者将克隆并获得的慈竹木质素合成酶CCoAOMT基因全长序列(GenBank注册号为JF742462)命名为NaCCoAOMT1,分析认为其可能与慈竹木质素生物合成有关。     

基于生物信息学方法分析GABRD基因在结肠癌中的表达及预后情况

采用生物信息学方法探讨GABRD基因在结肠癌样本中的表达及预后情况。通过UCSC XENA下载33种肿瘤类型和正常组织的RNA序列数据和相关临床数据,使用R软件分析GABRD基因在结肠癌样本中的表达,并筛选共表达基因,对其进行富集分析;分析GABRD基因对结肠癌患者生存及预后的影响,并建立预后列线图;构建GABRD基因的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-proteininteraction, PPI)网络并筛选关键模块及枢纽基因,验证枢纽基因的生存及临床诊断价值。结果表明：GABRD基因在结肠癌样本中高表达并影响患者生存,筛选得到369个共表达基因,基因本体论(gene ontology, GO)功能富集发现其主要参与G蛋白偶联等生物学过程,京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集显示其主要参与AMPK等信号通路;构建出由51个节点和523个连接组成的PPI网络,筛选枢纽基因5个,其中2个显著影响生存,5个具有临床诊断价值。综上,GABRD基因在结肠癌样本中高表达,影响结肠癌患者生存及预后,可能...     

生命科学领域的前沿科学：生物信息学

从生物信息学兴起的历史条件，常用的生物信息数据库，生物信息学的基本分析方法，生物信息学和计算机的关系，生物信息学的主要研究内容等方面介绍了生物信息学，阐述了生物信息学的发展前景和亟待解决的问题。     

Xenogeneic homologous genes, molecular evolution and cancer therapy

Cancer is one of the main causes for death of human beings to date, and cancer biotherapy (mainlyimmunotherapy and gene therapy) has become the most promising approach after surgical therapy, radiotherapy andchemotherapy. However, there are still many limitations on cancer immunotherapy and gene therapy; therefore great ef-fort is being made to develop new strategies. It has been known that, in the process of evolution, a number of genes, theso-called xenogeneic homologous genes, are well-conserved and show the structural and/or functional similarity betweenvarious species to some degree. The nucleotide changes between various xenogeneic homologous genes are derived frommutation, and most of them are neutral mutations. Considering that the subtle differences in xenogeneic homologousgenes can break immune tolerance, enhance the immunogenicity and induce autologous immune response so as to elimi-nate tumor cells, we expect that a strategy of inducing autoimmune response using the property of xenogeneic homologousgenes will become a new therapy for cancer. Moreover, this therapy can also be used in the treatment of other diseases,such as autoimmune diseases and AIDS. This article will discuss the xenogeneic homologous genes, molecular evolutionand cancer therapy.     

利用生物信息学数据及工具合成表达链霉亲和素基因

目的:人工合成表达链霉亲和素基因,制备链霉亲和素磁珠复合物用于核酸分离.方法:利用NCBI、BCM等提供的生物信息及软件工具,将链霉亲和素蛋白的基因进行密码子优化,并分割成互为重叠的小片段寡聚核苷酸链,采用化学和酶促合成相结合的方法合成编码链霉亲和素蛋白基因.将纯化的链霉亲和素通过偶联剂与带羧基的磁粒共价结合,用于快速...     

我国生物信息学研究的发展策略

介绍了人类基因组计划的实施及我国在人类基因组计划中的作用;指出了我国生物信息学研究的现状及存在的问题,并从国际合作、人才培养、政策支持、产权保护、学术团体等方面着重阐述了我国生物信息学研究的发展策略。     

A new method of research on molecular evolution of proteinase superfamily

The molecular evolutionary tree, also known as a phylogenetic tree, of the serine proteinase superfamily was constructed by means of structural alignment. Three-dimensional structures of proteins were aligned by the SSAP program of Orengo and Taylor to obtain evolutionary distances. The resulting evolutionary tree provides a topology graph that can reflect the evolution of structure and function of homology proteinase. Moreover, study on evolution of the serine proteinase superfamily can lead to better understanding of the relationship and evolutionary difference among proteins of the superfamily, and is of significance to protein engineering, molecular design and protein structure prediction. Structure alignment is one of the useful methods of research on molecular evolution of protein.