利用eQTL构建基因-基因网络挖掘类风湿性关节炎风险基因

目的：类风湿性关节炎是一种全身的慢性炎症型疾病,可能影响许多组织和器官,主要发作于灵活的关节。全世界人群中大约有1％会患有类风湿性关节炎。目前已经证实了一些基因与类风湿性关节炎相关,但是这些基因只能解释一小部分遗传风险,因此我们需要新的策略和方法来解决这个问题。方法：表达数量性状位点（eQTL）是指能够调控基因或蛋白质表达的基因组位点,本文采用了eQTL数据构建基因一基因网络并挖掘候选类风湿性关节炎风险基因。结果：首先,利用eQTL数据,基于基因之间的共调控系数,建立基因-基因网络,我们建立了5个不同阈值（0、O．2、0．4、0．6和0．8）的基因-基因网络;然后,在OMIM和GAD数据库中搜索已经证实的与类风湿性关节炎相关的186个基因;最后我们将已证实与类风湿性关节炎相关的186个基因分别投入到这5个网络中,利用基因与基因之间的相关性来挖掘到一些可能与类风湿性关节炎相关的候选风险基因。结论：本文基于eQTL构建了基因．基因网络,结合已知类风湿性关节炎风险基因,挖掘未知风险基因,得到了较好的结果,证明了本方法的有效性,且对于类风湿性关节炎的发病机制研究具有重要价值。除了类风湿性关节炎外,本方法还可推广到其它复杂疾病中,因此本方法对人类复杂疾病的研究具有很强的学术理论价值和应用价值。     

遗传基因组学(Genetical genomics)的研究进展

遗传基因组学(geneticalgenomics)是将微阵列技术和数量性状座位(QTL)分析结合起来,全基因组水平上定位基因表达的QTL(eQTL).它为研究复杂性状的分子机理和调控网络提供全新的手段.遗传基因组这个概念和研究策略在2001年由Janson和Nap首先提出,到目前为止,遗传基因组学已应用于酵母、老鼠、人以及玉米等植物.研究结果表明:基因表达水平的差异是可遗传的复杂性状;eQTL可以分为顺式作用eQTL和反式作用eQTL,顺式作用eQTL就是某个基因的eQTL定位到该基因所在的基因组区域,表明可能是该基因本身的差别引起mRNA水平的差别,反式作用就是eQTL定位到其他基因组区域,表明其他基因的差别控制该基因mRNA水平的差异.将eQTL结果、基因功能注解以及多种统计分析方法相结合,不仅能更准确地鉴别控制复杂性状及其相关基因表达的候选基因,而且能构建相应的基因调控网络.     

复杂疾病基因定位策略与肿瘤易感基因鉴定

对于不存在某单一基因位点经典的孟德尔显性或隐性遗传模式的疾病,称为复杂疾病,肿瘤是最常见的类型之一 . 目前,以连锁和相关分析为基础的功能克隆、功能候选克隆、定位克隆、定位候选克隆、系统生物学等复杂疾病易感基因定位策略逐渐发展起来 . 其中,系统生物学策略由于整合了从 DNA 到蛋白质的各个层面的信息,对复杂疾病基因调控网络做出了良好诠释,使其成为最有潜力的方法之一 . 目前,虽然已有近 100 种肿瘤 / 遗传性癌综合症的易感基因被鉴定出来,但未来的复杂疾病易感基因定位工作仍充满了挑战 .     

遗传与基因表达数据的整合—— eQTL的方法及应用

高通量的基因型分析和芯片技术的发展使人们能够进一步研究哪些遗传差异最终影响基因的表达。通过表达数量性状座位(eQTL)作图方法可对基因表达水平的遗传基础进行解析。与传统的QTL分析方法一样, eQTL的主要目标是鉴别表达性状座位所在的染色体区域。但由于表达谱数据成千上万, 而传统的QTL分析方法最多分析几十个性状, 因此需要考虑这类实验设计的特点以及统计分析方法。本文详细介绍了eQTL定位过程及其研究方法, 重点从个体选择、基因芯片实验设计、基因表达数据的获得与标准化、作图方法及结果分析等方面进行了综述, 指出了当前eQTL研究存在的问题和局限性。最后介绍了eQTL研究在估计基因表达遗传率、挖掘候选基因、构建基因调控网络、理解基因间及基因与环境的互作的应用进展。     

从酵母表达时间序列估计基因调控网络

基因调控网络是生命功能在基因表达层面上的展现。用组合线性调控模型、调控元件识别和基因聚类等方法 ,从基因组表达谱解读酵母在细胞周期与环境胁迫中的基因调控网络。结果表明 ,细胞在不同环境条件下会调整基因调控网络。在适应的环境下 ,起主要作用的是细胞生长和增殖有关的基因调控网络 ;而在响应环境胁迫时 ,细胞会再规划调控网络 ,抑制细胞生长和增殖相关的基因 ,诱导跟适应性糖类代谢与结构修复相关的基因 ,还可能启动减数分裂产生孢子。分别从细胞周期和环境胁迫响应相关基因中 ,搜索到转录因子Mcm1结合位点TT CC T GGAAA ,和Dal82在尿囊素代谢途径相关基因上的结合位点TGAAAAWTTT。从而 ,从酵母表达时间序列估计基因调控网络是可行的 ,与至今已知的实验观察相当吻合     

大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘

大豆(Glycine max)含硫氨基酸合成途径中的酶基因是含硫氨基酸组分的重要调控基因,发掘相关酶基因对高含硫氨基酸分子育种具有重要意义。文章采用大豆物理与遗传整合图谱,通过BioMercator2.1将113个含硫氨基酸合成途径酶基因及33个控制含硫氨基酸含量的QTL整合到遗传图谱Consensus Map 4.0上,依据酶基因位点与QTL的一致性以及QTL的效应值,初步筛选到16个与含硫氨基酸合成相关的候选基因。通过生物信息学方法对候选基因进行拷贝数、SNP、表达谱等分析,鉴定到12个相关酶基因,分别位于D1a、M、A2、K和G等8个连锁群上。生物信息学分析显示这些基因所在QTL可解释含硫氨基酸遗传变异的6.0%~38.5%,其中9个基因的间接效应值超过10%。12个相关酶基因参与含硫氨基酸代谢的重要途径,且多在子叶、花中高丰度表达,存在丰富的SNP。这些基因可作为候选基因进行功能标记开发,将为大豆分子设计育种奠定基础。     

PAX3基因及其蛋白的生物信息学分析

目的：对PAX3基因和PAX3蛋白进行生物信息学分析,更多的了解该基因的相关信息,为进一步研究PAX3与神经管畸形的相关性研究提供基础。方法：运用生物信息学方法对PAX3基因的基因结构、单核苷酸多态性位点（SNP）、PAX3基因与其他基因的相互作用网络、PAX3蛋白结构域、蛋白二级结构、蛋白间相互作用网络、以及PAX3蛋白所调控和影响的靶基因进行分析。结果：PAX3基因有9中可变剪切形式,编码区存在14个SNP位点,其中错意突变13个,移码突变1个。PAX3蛋白由479个氨基酸组成,分子量52968Da,PAX3蛋白可能调控和影响151个靶基因的转录和表达,与PAX3基因存在相互作用的基因和与PAX3蛋白存在相互作用的蛋白多数与发育相关。结论：通过对PAX3基因和PAX3蛋白的生物信息学分析获得了其相应的分子生物学特征,为进一步研究提供基础。     

基于致病基因网络模块性预测风险致病基因

相关疾病基因的发现和预测有助于认识疾病发生机理及该疾病的诊断与防治,是人类基因组研究的重要目标。临床表现重叠的疾病经常由同一功能模块中的一个或多个基因变异引起,且导致疾病表型相似的基因间经常发生直接或间接相互作用,也就是致病基因具有网络模块性。鉴于此,基于k近邻思想扩展异构网络游走RWRH算法中的初始游走概率向量,作者提出一种改进的异构网络随机游走KRWRH算法,在基因-表型异构网络中深层次挖掘潜在风险致病基因。KRWRH算法通过扩展种子集合构建起始概率向量,种子集合包含已知致病基因及其k近邻基因;然后在异构网络中随机游走,通过迭代形成稳态概率向量,从而获得候选致病基因。通过对孟德尔遗传在线数据库中的18种遗传疾病进行仿真验证,说明KRWRH算法可有效预测潜在风险致病基因。     

基于功能一致性预测冠心病致病基因

目的:为了解疾病致病机理和改进临床治疗,基于功能一致性挖掘潜在的疾病致病基因.方法:本文基于功能一致性基因的共定位特性,结合蛋白质互作网络拓扑结构,获取疾病候选基因集,并通过GO及KEGG功能富集分析方法进一步筛选,预测出新的致病基因.结果:挖掘得到的59个冠心病致病基因通过文献证实绝大部分基因与疾病的发生发展存在着联系.结论:本方法具有可行性,研究者能够在此基础上很好地进行疾病致病机理的研究.     

eQTL结合ASE分析显示帕金森病相关基因Lrrk2表达受顺式作用调控

富亮氨酸重复激酶2（Lrrk2）基因与家族性及散发性帕金森病(Parkinson′s disease, PD)密切相关,但其作用机制仍不十分清楚.本文以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)为切入点,对其调控机制进行研究. 以近交系C57BL/6J (B6)和DBA/2J (D2)小鼠杂交1代小鼠为实验动物,借助基因表达数量性状基因座(expression quantitative trait loci, eQTL)分析技术,结合等位基因特异性表达（allele specific expression difference, ASE）技术,验证帕金森病相关基因Lrrk2的顺式调控机制. eQTL分析显示,Lrrk2基因所在的位置有1个具有显著统计学意义（LRS值≥20）的顺式调节基因座.针对Lrrk2基因外显子区域错意突变SNP的ASE分析得出： rs50098646位点在cDNA水平上G∶A两碱基比值偏离1∶1,与gDNA水平中G∶A两碱基比值差异显著（P<0.01）,表达受顺式作用调节. 本研究结果表明,Lrrk2基因的表达受到顺式作用的调控.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细