藏族人群15号染色体中心粒区域基因的高精度连锁不平衡和单体型图谱及其与汉族人群的比较

遗传多态性及其对基因功能的影响是目前基因组学研究的热点之一. 随着国际单体型图计 划(International HapMap Project)数据的公布和超高通量基因型鉴定平台的出现, 利用全基因组关联 分析法(genome-wide association approach)进行复杂性状/疾病的遗传变异的研究将很快成为现实. 尽 管这一方法的检测效能已得到广泛认同, 但是这一研究对揭示群体遗传差异程度的要求及怎样才能 最好的运用这些信息去进行研究仍为争论的热点. 为了探讨这个问题, 在50例藏族志愿者中对15号染色体中心粒区域的7个基因进行了测序, 鉴定了该区域中的单核苷酸多态性(SNP)、SNP频率、标签SNP(tagSNP)、连锁不平衡(LD)结构和单体型组成, 并将以上数据和汉族人群进行了比较. 同时还对藏汉两个群体的遗传差异进行了量化分析. 结果显示, 藏汉两个群体间这一区域在总体上无显著的遗传差异, 但某些等位基因频率存在显著的不同, 而等位基因频率是构建单体型和选择标签SNP的决定因素之一. 在总体上, 和汉族相比这一区域藏族人群连锁不平衡区域较长而遗传差异较小. 本研究结果为藏汉两群体间具有很近的亲缘关系提供了遗传学上的证据, 并支持所有群体从根本上是同等的观点, 同时也提示在复杂性状/疾病的研究中需要考虑群体间的差异, 特别是等位基因频率的差别. 本研究所获数据不仅有助于对藏族该区域基因组结构的理解, 而且还对以藏族同胞为研究对象的在这一基因组节段及其所含基因所进行的研究提供了有用的工具.     

微小细胞介导转移5号染色体对人胃癌、结肠癌细胞表型的影响

染色体缺失或染色体结构异常是人类肿瘤细胞的重要生物学特征之一.目前的研究结果提示,在这些丢失的染色体或染色体片段中可能含有调节控制细胞生长、分化的重要基因,即肿瘤抑制基因.已有研究工作证明,当某一肿瘤细胞有特异性染色体缺失或异常时,导入一条新的染色体可以逆转某些肿瘤细胞的恶性表型,如将人正常11号染色体导入宫颈     

基于区域的稠密立体匹配方法

由于现有的基于区域的立体匹配方法获得的视差图可靠性较差,文章提出了一种改进的基于区域增长的稠密立体匹配方法.首先,针对左右两幅图像提取图像对中特征点,采用RANSAC鲁棒算法消除误匹配以生成种子点;其次,采用种手点匹配度排序策略进行区域增长,根据种子点的匹配可靠系数,动态变化搜索窗口,进而生成稠密视差图.实验表明,本文提出的基于区域增长算法在图像匹配过程能够保证较好的匹配精度,提高了算法准确性.稠密匹配结果表明了该算法的良好性能.     

用生物信息学方法发现跨染色体剪接的嵌合5′/3′UTRs

mRNA的5′/3′ UTRs是在mRNA翻译过程中起重要调控作用的序列, 在5′/3′ UTRs上不正常的剪接模式可能导致多种严重疾病. 提出了一种基于大规模序列比对分析搜寻5′/3′ UTRs跨染色体剪接现象的方法, 并用此方法得到8例可信度高的跨染色体的5′/3′UTRs剪接事件, 从信息的角度证实了来自不同染色体序列剪接成为5′/3′ UTRs的现象是真实存在的. 对这8例跨染色体剪接产生的5′/3′ UTRs用多序列比对在剪接区域没有发现一致保守的motif. 同时, 目前的预测算法也不能在剪接区域检测到特异性的RNA二级结构, 因此很难确定引导5′/3′ UTRs跨染色体剪接的信号.     

用生物信息学方法发现跨染色体剪接的嵌合5''''/3''''UTRs

mRNA的5/3UTRs是在mRNA翻译过程中起重要调控作用的序列,在5/3UTRs上不正常的剪接模式可能导致多种严重疾病.提出了一种基于大规模序列比对分析搜寻5/3UTRs跨染色体剪接现象的方法,并用此方法得到8例可信度高的跨染色体的5/3UTRs剪接事件,从信息的角度证实了来自不同染色体序列剪接成为5/3UTRs的现象是真实存在的.对这8例跨染色体剪接产生的5/3UTRs用多序列比对在剪接区域没有发现一致保守的motif.同时,目前的预测算法也不能在剪接区域检测到特异性的RNA二级结构,因此很难确定引导5/3UTRs跨染色体剪接的信号.     

中国常见肿瘤的全基因组关联研究进展

肿瘤的遗传学病因复杂,全面系统地了解遗传变异在肿瘤发生中的作用是一项艰巨任务。全基因组关联研究(genome-wide association study,GWAS)在全基因组水平探讨常见单核苷酸多态性与疾病或其他表型的关联,为了解复杂性疾病的发病机制提供新策略。针对不同肿瘤的GWAS,验证了一些基于候选策略所发现的肿瘤相关变异,发现了一系列新的肿瘤易感基因或染色体区域。主要介绍在中国人群中开展的肿瘤GWAS所取得的一些成果,并在此基础上阐述GWAS为中国常见恶性肿瘤遗传病因学研究带来的机遇与挑战。     

水稻功能基因组育种数据库(RFGB):3K水稻SNP与InDel子数据库

水稻是全世界最重要的粮食作物之一.对全球水稻品种资源进行基因组研究,挖掘有利等位基因和指导基于全基因组信息的分子育种具有重大的理论和实践意义,是关系国家乃至全球粮食安全的重大战略问题.本研究通过全球3000份水稻资源(3K水稻)的全基因组重测序,获取了其中质量较好的2859份水稻基因组的单核苷酸多态性(SNP)及小片段插入缺失(In Del)的基因组变异数据,建立了综合性的水稻功能基因组育种数据库的SNP与In Del多态性子数据库.该子数据库包含了3K水稻多态性信息检索、基因组浏览器可视化系统、特定区段基因组数据导出系统等多项功能.本数据库的建立将为研究水稻基因功能、指导水稻全基因组选择育种提供重要平台.     

一维微流控微珠阵列芯片用于肿瘤转移相关基因表达谱检测

基于一维微流控微珠阵列芯片, 通过在微珠表面进行核酸功能化修饰, 发展了一种新型的肿瘤转移相关基因检测平台. 该芯片灵敏度高(DNA检测下限为0.02 nmol/L), 无需扩增即可直接对多种基因mRNA进行同时检测. 以来源于同一病人大肠腺癌的原发癌和转移癌细胞为研究对象, 成功地对两种癌细胞中多个肿瘤转移相关基因转录水平的表达进行了检测, 并用RT-PCR验证了该芯片的检测结果. 结果表明, 该芯片具有样品及试剂消耗极小、灵敏度高、分析速度快、成本低等优点, 并且可以实现高通量分析, 在肿瘤转移早期诊断及机理研究等方面具有重要的应用价值.     

白血病时染色体融合激活癌基因

在与人的肿瘤相关的许多染色,体异常中,最常见的是异常小的费城染色体(Ph~1).至少有90%的慢性粒细胞白血病(CML)患者的所有白血病细胞中有该染色体,该染色体由第9号和第22号染色体之间的易位产生.细胞原癌基因abl(c-abl),通过其与小鼠Abelson白血病病毒的癌基因(v-abl)的关系而被识别,c-abl 与CML 有关.从CML 细胞系中可克隆第9条和第22条染色体之间的融合区,并证明第22号染色体的一个区与接近abl 的5′末端的顺序连接.与     

世界首个便携式DNA"三录仪"问世

日前,世界上第一个口袋大小的脱氧核糖核酸(DNA)分析设备问世,该设备能让研究人员随时随地进行基因组测序.一个美国科学家团队开发的这款应用是首个此类移动基因组测序分析仪. 这款应用的算法可以用来识别多种病毒病原体,包括流感病毒和寨卡病毒的不同毒株.科学家可以利用这个"三录仪"来识别病毒变异,而这对于诊断和治疗十分重要.利用苹果手机,科学家们甚至可以相互"隔空投送"测序数据,并在没有互联网的偏远地区进行分析.     

基于深度加权的稳健Kalman滤波方法

在分析粗差对Kalman滤波器性能影响的基础上,通过将滤波新息的加权方式改进为深度加权平均,提出了一种基于Kalman框架的新型的稳健滤波算法.该算法仅需引入一个样本深度及权函数的计算步骤,无需针对测元的粗差检择,直接调节各测元对滤波状态的贡献.深度加权滤波扩展了传统Kalman滤波的最小均方误差优化准则,充分利用了不同测元间的相关性和测元与状态的相关性,可以有效降低含粗差数据对滤波结果的影响程度.在稳健性分析的基础上,数值算例验证了算法的可行性和有效性.     

Turbo-MIMO系统中基于序列集合的新型检测器

在Turbo-MIMO系统中使用的一种信号检测器,它利用MMSE检测器得到可能的发射信号矢量的一个集合,同时对先验信息使用M算法找到另一个发射信号矢量集合,利用这两部分矢量集合,我们可以得到一个大大缩小的候选矢量集合,从而能大大减小系统复杂度.仿真结果表明,在使用QPSK星座时,该算法在误码率性能上和MAP检测算法只有1dB的差距.     

染色体重排引起转基因双价抗虫棉变异

在我国自己培育的转Ｂｔ＋ＣｐＴＩ双价抗虫棉Ｔ４纯合后代中获得了一株畸形突变株,它的株型小,雌雄不育,减数分裂也不正常,细胞学研究表明抗虫突变株发生染色体变异导致形态变异,抗虫性分析和ＰＣＲ检测结果均揭示出,该突变的发生不影响希虫蛋白基因的正常表达,Ｓｏｕｔｈｅｒｎ分析结果进一步证明,该突变株可能发生了染色体缺失或外源基因插入位点转移,在纯合的转基因后代中,染色体结构再发生重排的现象还不多见。     

2011年3月11日日本地震震前电离层异常变化分析

以2011年3月11日日本本州东海岸附近海域发生的Mw9.0级地震为背景,利用震中附近GNSS观测站数据计算得到的VTEC和电离层测高仪站的foF2数据,分析了地震前后的电离层异常.发现3月8日存在明显的正异常,且明显的异常持续了6h.进一步分析电离层异常的空间分布后,认为3月8日中午至日落前后发生的电离层正异常很可能是由于孕育地震而引起的.通过给出的3月8日VTEC二维异常分布图发现异常的区域在经度方向跨度有50°,在纬度方向接近20°,长度大致为3:1,电离层VTEC异常峰值出现在15:00~19:00LT之间,峰值点并不位于震中的正上方,而是位于震中偏向赤道方向,在赤道共轭区也存在异常,而在全球其他区域没有显著的异常.为深入分析该天电离层异常的变化情况,采用电离层层析技术重构了震区附近电离层电子密度时空分布,确认3月8日的电离层异常可看作是日本311地震的前兆.     

HLA中数据分发管理的研究

在基于HLA(High Level Architecture)/RTI(Run Time Infrastructure)的分布式交互仿真中,DDM(Data Distribution Management)之所以关键就是能在联邦间建立有效的信息交互和传送机制以满足系统可扩缩性的要求.在已有的一些区域重叠算法应用中,其性能依路径空间中区域的不同分布有着很大的波动.所以,我们需要一种初始的估计机制来计算路径空间中的区域的不同分布,从而以此为根据来选取最适合区域具体分布的DDM算法.     

Approach to tracking deformable hand gesture under disturbances from skin color

介绍了一种基于单目视觉的肤色干扰下的变形手势跟踪方法.根据跟踪过程中所用到的基本手势特征,提出了一种基于PGH(成对几何直方图)的静态手势识别方法.为了解决跟踪过程中的肤色干扰问题,实现了基于Kalman滤波器的手势预测跟踪.为了解决跟踪过程中的初始化问题,提出了一种基于层次结构的跟踪初始化解决方案.实验结果表明,该方法能够在肤色干扰的情况下有效地对变形手势进行跟踪,并能够满足基于视觉的实时人机交互的要求.     

外源性p53基因对人胃癌细胞恶性增殖的影响

p53基因在细胞增殖调控过程中起重要作用,正常p53基因可使DNA受损的细胞增殖周期阻断在G1期以进行DNA修复,或启动细胞凋亡程序清除受损细胞,若p53基因缺失或突变,损伤后的细胞便会发生恶性增殖而形成肿瘤.约50%的人类肿瘤均有p53基因的异常改变.其中结直肠癌、肺癌、乳腺癌等常见肿瘤中p53基因的突变频率达50%～70%以上.基于这一原理,将野生型p53基因导入肿瘤细胞成为肿瘤基因治疗的策略之一.我国是胃癌高发区,胃癌发病率、死亡率在各类恶性肿瘤中均位居前列.因此,阐明胃癌发生发展过程中基因变异规律,探索胃癌治疗的有效方法,成为肿瘤研究的当务之急.研究表明胃癌中有较高频率p53基因缺失及突变,认为p53基因异常与胃癌发生、发展有重要关系.本项研究即是采用p53基因体外转染有缺陷的人胃癌细胞系,得到生长及致瘤性均有部分抑制的细胞,以探索采用p53基因治疗胃癌的可行性.1 材料与方法1.1 细胞培养及p53基因鉴定细胞:人胃癌BGC823细胞为北京医科大学附属人民医院建立,培养在含10%小牛血清的DMEM培养基中.染色体G带分析及荧光染色体原位杂交(FISH)显示有17号染色体部分缺失,Northern杂交分析也表明该细胞有p53基因表达水平下调.1.2 DNA转染通过脂质体介导将构建有野生型p53基因、突变型p53基因及无p5     

给DNA甲基化检测装上GPS，看肿瘤细胞如何变花样

DNA甲基化对于细胞的正常生长和增殖非常关键,其异常可能导致一系列疾病,包括癌症,因此全基因组DNA甲基化的检测对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。文章介绍了复旦大学于文强课题组研发的全基因组DNA甲基化检测方法"导向定位测序(guide positioning sequencing, GPS)"。相比于通用的WGBS(whole-genome bisulfite sequencing),GPS具有精确性高、比对率高、检测成本低、没有序列偏好性,可同时检测表观基因组和基因组学变异等优势。利用GPS对肝癌细胞和组织进行检测和分析,我们揭示了基于DNA甲基化调控的肿瘤转移的"同化共生"新机制。     

基于实验数据集对常用蛋白抗原空间表位预测工具的测评

抗体分子对蛋白抗原的结合主要通过表位区域进行, 而表位区域的氨基酸残基通常形成不连续的、构象的或者空间的表位区域, 而不是抗原表面上的线性连续片段. 已有许多算法可以用来预测构象表位, 并且基于各自的测试集, 各种工具对空间表位的预测都声称取得了杰出的效果. 本文收集了由实验方法确定的空间表位数据并建立了一套独立的测试集. 基于这套测试集, 采用灵敏度、真阳性预测率、成功挑选率和接受者操作特性曲线下面积(AUC)等参数对常用蛋白抗原空间表位预测工具进行了评估, 工具包括SEPPA, CEP, DiscoTope, ElliPro, PEPOP和BEpro等. 测试集评估结果表明, 6种蛋白抗原空间表位预测工具预测性能仍有待提高. 其中, SEPPA预测性能相对较好, 然而计算得到的灵敏度、真阳性预测率、成功挑选率和平均AUC值也并不理想. 评估结果还表明, 预测工具采用的空间表位训练和测试数据集以及预测算法对预测结果的准确性有较大影响. 以上分析结果为改进B细胞蛋白抗原空间表位预测方法和为免疫原性多肽和新型疫苗分子的设计提供新的启示.     

冕环的自动检测算法和宽度统计分析

冕环是日冕结构的重要组成部分,对冕环的尺寸及形态学的研究有助于我们更好地认识冕环的内部结构,同时也为进一步理解日冕构造、日冕活动区演化、日冕加热、日冕磁场和日冕等离子体属性等相关问题提供线索.本文以冕环的自动检测算法和基于自动检测算法的冕环宽度统计为研究目标,首先,提出了一种有效的基于匹配滤波和非锐化掩模增强的冕环自动检测算法.其次,使用所提出的算法对太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory, SDO)的大气成像组件(Atmospheric Imaging Assembly, AIA)的图像和高分辨率日冕成像仪(Highresolution Coronal Imager, Hi-C)的图像中的冕环进行检测,并将检测结果与目前性能表现较优的算法——Oriented Coronal Curved Loop Tracing(OCCULT)的检测结果进行对比,以说明本文算法能检测到更多的冕环.进一步地,获得所有检测到的冕环的主轴和其局部方向,提取、计算和统计分析了它们的横切面轮廓宽度.最后,得到如下结论:(1)本文的冕环检测算法优于现存的性能较优的冕环检测算法OCCULT,因此可以进一步用于除了冕环宽度统计以外的其他与冕环相关的科学研究中;(2)与基于OCCULT算法的环宽统计结果相比,大样本统计结果更具有普适性,且证明了基于OCCULT算法的环宽统计结果对精细结构环宽样本的缺失导致其统计结果的不完整;(3)环宽统计结果进一步证明,相比于高分辨率的Hi-C, AIA/SDO的分辨率不足以分辨大部分的精细结构冕环.