真生物mRNA二级结构与内含子剪接

对６８个外显子－内含子－外显子序列片段以及相应的外显子－外显子序列片段的二级结构进行分析后发现,内含子５‘端和３’端的碱基Ｇ（剪拉位点）中大约９０％们一级结构的环区或是茎区的端部并靠近环,贿位于环区的Ｇ也多靠近环的基部;９２％的外显子拼接位点也有类似性质,约８２％的分枝点Ａ位于环区或环与茎的连接部位,折叠结构的形成使剪接位点和分枝点在空间上彼此靠近。     

人类基因组中可变和组成性剪接位点的预测

根据剪接位点的核酸序列保守特征,以及邻近位点的碱基组成和关联特性,结合一对可变剪接位点之间的距离参数和受体端剪接位点前30位碱基的GC和TC含量,利用结合多样性指标的二次判别方法（IDQD）,预测了人类基因组中可变和组成性内含子的供体端和受体端的剪接位点,对可变的供体端和受体端剪接位点,阈值ξ选择－2时,总的预测精度分别为87．9％和89．9％,对组成性的供体端和受体端剪接位点,阈值ξ选择－1,总的预测精度分别为92．8％和94.3％．     

真核生物mRNA二级结构与内含子剪接

对68个外显子-内含子-外显子序列片段以及相应的外显子-外显子序列片段的二级结构进行分析后发现,内含子5′端和3′端的碱基G(剪接位点)中大约90％位于二级结构的环区或是茎区的端部并靠近环,而且位于环区的G也多靠近环的基部;92％的外显子拼接位点也有类似性质. 约82％的分枝点A位于环区或环与茎的连接部位. 折叠结构的形成使剪接位点和分枝点在空间上彼此靠近.     

蛋白内含子与蛋白剪接

蛋白内含子和蛋白剪接是蛋白质研究的前沿领域。重点介绍了蛋白内含子的结构和蛋白剪接机理的最新研究成果 ;蛋白内含子如同RNA剪接中的内含子 ,也是一类可移动的遗传元件 ;蛋白内含子目前研究的热点是蛋白内含子的功能研究及其在蛋白质工程和其它生物工程领域的用。     

果蝇内含子3＇剪接位点的选择机制

从７２２个果蝇基因中,选出了３２４个内含子作为分析３＇剪接位点的选择机制的研究对象。结果表明Ｓｍｉｔｈ的扫描选择机制表述为″３′剪接位点是一致阅读基架（ＯＲＦ）上分支点和多嘧啶区下游的优势ＡＧ″更合理。对于ＯＲＦ约束在生物学操作上的含义作了必要的讨论。     

果蝇内含子3＇剪接位点的选择机制

从７２２个果蝇基因中,选出了３２４个内含子作为分析３＇剪接位点的选择机制的研究对象,结果表明Ｓｍｉｔｈ的扫描选择机制表述为＇＇３＇剪接位点是一致新闻记者基架上分支点和多嘧啶区下游的优势ＡＧ＇＇更合理,对于ＯＲＦ约束在生物学操作上的含义作了必要的讨论。     

基于RNA-Seq数据识别果蝇剪接位点和可变剪接事件

完整基因结构的预测是当前生命科学研究的一个重要基础课题,其中一个关键环节是剪接位点和各种可变剪接事件的精确识别.基于转录组测序（RNA-seq）数据,识别剪接位点和可变剪接事件是近几年随着新一代测序技术发展起来的新技术策略和方法.本工作基于黑腹果蝇睾丸RNA-seq数据,使用TopHat软件成功识别出39718个果蝇剪接位点,其中有10584个新剪接位点.同时,基于剪接位点的不同组合,针对各类型可变剪接特征开发出计算识别算法,成功识别了8477个可变剪接事件（其中新识别的可变剪接事件3922个）,包括可变供体位点、可变受体位点、内含子保留和外显子缺失4种类型.RT-PCR实验验证了2个果蝇基因上新识别的可变剪接事件,发现了全新的剪接异构体.进一步表明,RNA-seq数据可有效应用于识别剪接位点和可变剪接事件,为深入揭示剪接机制及可变剪接生物学功能提供新思路和新手段.     

外显子和内含子的序列复杂性

引入了两个新的关于序列复杂性的测度,并以此为指标分析比较了结构基因序列中的外显子和内含子的复杂性差异。     

使用估计的反应自由能预测组成性和可变剪接位点

基因结构预测中的一个重要步骤是精确地识别剪接位点。基于剪接反应的基本物理原则,最大信息原理被应用到剪接反应的理论分析中,进而导出了反应自由能估计表达式。作为一个简化模型,这个表达式能被用来估计一个5′剪接区或者3′剪接区所参与的剪接反应中的自由能变化。它不但较全面地概括了各个碱基之间的关联,而且还考虑了基因组背景概率的影响。这个反应自由能表达式被用来预测了人类基因中的组成性和可变剪接位点,预测结果是令人满意的,其预测能力比得上当前的一些流行方法。这说明最大信息原理可以作为研究某些核酸-蛋白质相互作用系统（如剪接反应）的理论出发点,导出的反应自由能表达式较好地符合了剪接反应过程。     

拟南芥和线虫基因序列及剪切位点的理论预测

将拟南芥(A．thaliana)和线虫(C．elegans)基因组按外显子、内含子及基因间序列区分为3类。分别选取64、40、20种三联体的概率作为信号参数构建离散源,根据离散增量预测序列所属类型。结果表明：拟南芥各条染色体标准集总预测成功率达到82．19％,检验集为87．95％;线虫各条染色体标准集总预测成功率达到79．67％,检验集达到81,93％。另外,将两种基因序列中的外显子分别划分成3类,用外显子剪切位点、翻译起始和结束位点附近的三联体的3个位点作为3条子链,以各条子链的12个参数构建离散源,用离散增量对3种序列类型进行预测,预测成功率都达80％以上。     

Cyclooxygenase variants: the role of alternative splicing

Alternative splicing of cellular pre-mRNA is responsible for production of multiple mRNAs from individual genes. Splice variants are expressed in cell- and tissue-specific contexts that are important in development and physiology. Alternative splicing can serve as a regulatory mechanism whereby developmental programming and environmental factors/stimuli affect biological activities of translated proteins. Cyclooxygenase (COX)-1 and -2 genes produce splice variants whose biological expression, relevance, and activities have been of significant interest. COX variants are produced by a variety of splicing mechanisms. Four structural domains of the COX proteins (the amino terminal signal peptide, membrane-binding domain, dimerization domain, and catalytic domain) are defined by specific COX exons. COX splice variants may, therefore, result in potential changes in protein subcellular localization, dimerization, and activity. COX variant proteins may act in roles which diverge from those of COX-1 and -2.     

多样性指标用于基因中剪切位点的识别

根据基因剪切位点处的碱基保守性特征,和附近位点的碱基组成和关联特征,应用多样性指标和二次判别分析,对几类模式生物的基因结构进行统一的分析和预测,能够较好地识别外显子和内含子及其边界.计算结果表明,对于4类物种,线虫(C.elegans),拟南芥(A.thaliana), 果蝇(D.melanogaster)和人类(human),核苷酸水平的识别精度为92.5%～97.1%,外显子水平的识别敏感性为83.7%～94.5%,特异性为87.8%～97.1%.预测能力优于GeneSplicer等剪切位点检测软件.     

用离散量的方法识别蛋白质的超二级结构

用离散量的方法,对2208个分辨率在2.5I以上的高精度的蛋白质结构中四类超二级结构进行了识别。从蛋白质一级序列出发,以氨基酸(20种氨基酸加一个空位)和其紧邻关联共同为参数,当序列模式固定长取8个氨基酸残基时,对“822”序列模式3交叉检验的平均预测精度达到78.1%,jack-knife检验的平均预测精度达到76.7%;当序列模式固定长取10个氨基酸残基时,对“1041”序列模式3交叉检验的平均预测精度达到83.1%,jack-knife检验的平均预测精度达到79.8%。     

蛋白质亚细胞定位的识别

根据蛋白质的亚细胞定位,将蛋白质分为12类,用离散量的数学理论,以蛋白质中400个氨基酸二联体数目构成离散源,通过计算离散增量预测蛋白质的亚细胞定位,用Self-consistency和Jackknife两种方法测试均获得较高的预测成功率。结果表明：Self-consistency方法预测成功率为84．5％,Jackknife方法预测成功率为81．1％。     

基于贝叶斯网络的DNA序列剪接位点预测

采用基于贝叶斯网络的建模方法,预测真核生物DNA序列中的剪接位点．分别建立了供体位点和受体位点模型,并根据两种位点的生物学特性,对模型的拓扑结构和上下游节点的选择进行了优化．通过贝叶斯网络的最大似然学习算法求出模型参数后,利用10分组交互验证方法对测试数据进行剪接位点预测。结果显示,受体位点的平均预测准确率为92．5％,伪受体位点的平均预测准确率为94．0％,供体位点的平均预测准确率为92．3％,伪供体位点的平均预测准确率为93．5％,整体效果要好于基于使用独立和条件概率矩阵、以及隐Markov模型的预测方法．表明利用贝叶斯网络对剪接位点建模是预测剪接位点的一种有效手段．