按蚊防御素基因家族转录模式和启动子的生物信息学分析

运用生物信息学方法分析冈比亚按（Anopheles gambiae）中防御素基因家族的表达模式和启动子保守区。在ENSEMBL数据库中搜索防御素基因家族序列,然后将基因编号输入angaGEDUCI数据库中进行分析。结果在冈比亚按蚊中存在有4个防御素基因的异构体分子,其中DEF1基因表达模式与其它3个基因存在明显差异。4个防御素基因启动子序列都存在AP-1、GATA-1、GCN4、GR、HNF-3B、TFIID6个转录因子的识别结合位点,表明这6个转录因子是冈比亚按蚊防御素基因家族表达调控所必需的。值得注意的是,DEF1基因启动子序列中存在与性别决定翦关的SOXproteins转录因子的结合位点,暗示DEF1基因的转录调控可能与性别分化有关;而在DEF2基因启动子序列中存在有热激因子（HSTF）的识别结合位点,表明热刺激会调控DEF2基因的表达。     

大肠杆菌E.coli K-12转录因子结合位点的理论预测

基于实验验证的22种大肠杆菌K12的转录因子结合位点序列,分析了转录因子结合位点每一位置的碱基保守性,提出了预测转录因子结合位点的位置权重矩阵打分函数算法(PWMSA)。利用self-consistency和cross-validation两种检验方法对此算法进行检验,self-consistency检验总的预测成功率达到87.59%,cross-validation检验成功率达到85.48%。对基因间序列进行搜索,获得了多个可能的转录因子结合位点。     

DNA保守序列识别算法的并行化和MPI集群环境构建

DNA序列中保守序列的识别需要较大的计算量。开发了一个转录因子结合位点识别的并行算法,能够从多条DNA序列中识别指定长度的序列模式。算法使用概率模型进行序列模式保守性的度量,利用迭代过程实现保守序列的搜索。使用C编程结合MPI消息传递模型开发了相应的程序,并在Windows平台下构建了一个3节点的集群环境,利用20个长度均为200的序列数据集进行测试,实现了模体识别工作,结果表明并行算法使模体识别的效率得到提高。     

干扰素刺激基因（ISGs）的研究进展

干扰素刺激基因(ISGs)是干扰素作用机制研究的核心内容.干扰素与受体结合后,通过细胞内信号转换,激活胞浆转录调控因子与ISGs调控序列上的cis元件结合而诱导基因表达.     

基于进化足迹法结合位置打分函数的转录因子结合位点预测

目的:预测转录因子结合位点。方法:本文从ABS数据库上下载了人类和啮齿类动物的直系同源的启动子序列,首先使用位置打分函数对这些启动子序列进行打分,找到候选的转录因子结合位点,并进一步利用进化足迹法对这些候选的转录因子结合位点进行筛选,只有结合位点同时出现在人类和啮齿类动物的启动子序列才认为是真正的结合位点。结果:在对人类和啮齿类动物进行转录因子结合位点预测时,与单独使用打分函数的结果相比,进化足迹法与打分函数结合的方法有效的提高了预测结果的性能,大幅度提供所得预测结果的特异性。结论:进化足迹法结合位置打分矩阵的方法能较为准确有效的预测转录因子结合位点。     

基于对数线性模型的酵母基因转录调控模体分析

识别真核基因的转录因子结合位点(或称模体)是后基因组时代的一项主要工作,对共表达或共调控的基因同时进行分析可以提高模体识别的准确性.本文基于2×2列联表的对数线性模型,以模体出现的基因条数计数,对酵母核糖体蛋白(RP)基因普遍使用的转录调控模体进行分析,然后用U-检验进一步筛选出相对于背景序列来说过表达的模体.这些模体为酵母RP基因潜在的转录调控元件,与实验获得的转录因子结合位点的符合率达90%.本方法的优点在于用严格的统计标准在一组基因启动子中搜索普遍使用的模体,克服了以往分析中对模体使用普遍性的模糊判断.本文的方法也可以有效地搜索共表达基因族的组合调控模体对.研究中还发现一个现象:2×2列联表中反映属性相关程度的Pearson相关系数与对数线性模型的交互效应之间存在着明显的相关性.这一结果提示,可以用对数线性模型的交互效应来评价两属性的关联情况.     

GATA转录因子研究进展

GATA家族是一类能识别GATA基序(motif)并与之结合的转录调节因子,其普遍具有锌指结构。GATA家族的共同特点是对一致性序列(T／A)GATA(A／G)具有高度亲合性。其家族成员已发现在动物、真菌、植物等生物中广泛存在。     

植物MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用

MYB转录因子是植物转录因子中最大的家族之一,在植物生长发育和对环境胁迫的应激反应中发挥重要作用。MYB蛋白通过识别和结合特定的DNA序列调控靶基因的表达,进而发挥其多样性的作用。近几十年来,MYB蛋白与其靶定DNA结合位点之间的相互作用研究取得了很大的进展。主要综述了植物MYB蛋白与DNA的结合特性及其DNA结合位点的序列特异性,并对检测蛋白质与DNA之间相互作用的新兴技术做了简要阐述。     

EB病毒潜伏膜蛋白1在鼻咽癌细胞中通过STAT3促进VEGF表达

探讨了EB病毒编码的潜伏膜蛋白1(LMP1)是否通过STAT3调控诱导血管内皮细胞生长因子(VEGF)的表达.利用蛋白质印迹的方法对HNE2、HNE2-LMP1以及瞬时转染STAT3显性负性突变体STAT3β的HNE2-LMP1细胞中VEGF含量进行检测,发现LMP1可以上调VEGF的表达,而STAT3β可以抑制VEGF的上调;利用LMP1可控表达细胞系tet-on-LMP1-HNE2进行LMP1时间和剂量诱导表达研究,发现VEGF可以随LMP1的动态表达而表达;将VEGF野生型报告基因和VEGF潜在的STAT3转录因子突变体报告基因与LMP1表达载体分别共转染研究发现,LMP1可以激活VEGF的转录,这种转录通过VEGF启动子区STAT3转录因子的结合位点发挥作用;电泳迁移率变动分析(EMSA)确证了STAT3的这种DNA位点的特异性活性.结果表明：EB病毒编码的LMP1 在鼻咽癌细胞中可以增加VEGF的转录和表达,并能通过VEGF启动子区STAT3转录因子结合位点发挥作用.     

The merits of a parallel genetic algorithm in solving hard optimization problems

A parallel genetic algorithm for optimization is outlined, and its performance on both mathematical and biomechanical optimization problems is compared to a sequential quadratic programming algorithm, a downhill simplex algorithm and a simulated annealing algorithm. When high-dimensional non-smooth or discontinuous problems with numerous local optima are considered, only the simulated annealing and the genetic algorithm, which are both characterized by a weak search heuristic, are successful in finding the optimal region in parameter space. The key advantage of the genetic algorithm is that it can easily be parallelized at negligible overhead.     

Application of a genetic algorithm in the conformational analysis of methylene-acetal-linked thymine dimers in DNA: Comparison with distance geometry calculations

The three-dimensional spatial structure of a methylene-acetal-linked thymine dimer presentin a 10 base-pair (bp) sense–antisense DNA duplex was studied with a geneticalgorithm designed to interpret NOE distance restraints. Trial solutions were represented bytorsion angles. This means that bond angles for the dimer trial structures are kept fixed duringthe genetic algorithm optimization. Bond angle values were extracted from a 10 bpsense–antisense duplex model that was subjected to energy minimization by means ofa modified AMBER force field. A set of 63 proton–proton distance restraints definingthe methylene-acetal-linked thymine dimer was available. The genetic algorithm minimizesthe difference between distances in the trial structures and distance restraints. A largeconformational search space could be covered in the genetic algorithm optimization byallowing a wide range of torsion angles. The genetic algorithm optimization in all cases ledto one family of structures. This family of the methylene-acetal-linked thymine dimer in theduplex differs from the family that was suggested from distance geometry calculations. It isdemonstrated that the bond angle geometry around the methylene-acetal linkage plays animportant role in the optimization.