运用生物信息学方法快速获取与肿瘤基因同源的EST及其新基因克隆的策略

如何更多更快地克隆肿瘤基因,探索肿瘤发病机制是研究工作者努力的方向。利用人类基因组研究的现存数据,从ＥＳＴ即ｃＤＮＡ的部分序列入手,通过同源筛选,直接搜寻新基因不失为一种在“基因抢夺战”中获胜的捷径。本文通过实例综述了怎样动用生物信息资源进行ＥＳＴ筛选及其新基因克隆的策略。     

基于EST的新基因克隆策略

表达序列标签(expressed sequence tags, EST) 是从随机选择的cDNA 克隆进行单向测序获得的短的cDNA序列, 代表一个完整基因的一部分。随着生物信息学和基因定位的迅猛发展, EST已成为基因定位、基因克隆、基因表达分析的有力工具。近年来, 由于EST数据库的迅速扩张, 运用EST来克隆和定位基因, 使得新基因克隆的策略发生了革命性变革。尽管存在一些不足, 实践证明EST可大大加速新基因的发现与研究。本文将就EST技术尤其是它在新基因克隆中的应用策略作详细介绍。     

ＥＳＴ在克隆新基因中的应用

随着基因定位（连锁图谱、物理图谱、转录图谱）和ＤＮＡ测序及生物信息技术的迅猛发展,ＥＳＴ已成为人类寻找新的未知基因以及克隆不同时空差异表达基因和疾病相关基因的重要标志物。随着ＥＳＴ数据库的进一步完善,网上克隆和定位候选克隆策略将成为克隆新基因的主要方法,并在虚拟的网上空间将模型生物基因组的研究成果成功地应用于人类基因组的研究中。     

基因鉴定集成法:全基因组基因表达研究的新策略

人类基因组包含的核苷酸数目庞大,基因鉴定（识别）的技术策略是基因克隆研究至为重要的基础。在全基因组基因表达分析策略方面,已相继建立了ｍＲＮＡ差异显示、代表性差异分析、抑制性消减杂交、基因表达系列分析和ｃＤＮＡ微阵列等技术。基因鉴定集成法是新近在综合上述技术的优缺点的基础上建立的全基因组分析新策略,具有充分利用生物基因信息数据库进行基因鉴定（识别）,并能提高稀有拷贝基因鉴定效率的优点。本文简要介绍其     

园艺植物分子育种相关生物信息资源及其应用

园艺植物分子育种中, 生物信息技术是一项新技术。GenBank、EMBL、DDBJ、Swiss-Prot等数据库及其序列查询系统、序列比对软件和序列提交软件是园艺植物分子育种中的重要生物信息资源。本文综述了这些生物信息资源, 以及它们在克隆新基因、预测新序列功能、鉴定种质资源和进行系谱分析等方面的应用。     

园艺植物分子育种相关生物信息资源及其应用

园艺植物分子育种中,生物信息技术是一项新技术.GenBank、EMBL、DDBJ、Swiss-Prot等数据库及其序列查询系统、序列比对软件和序列提交软件是园艺植物分子育种中的重要生物信息资源.本文综述了这些生物信息资源,以及它们在克隆新基因、预测新序列功能、鉴定种质资源和进行系谱分析等方面的应用.     

生物信息学策略鉴定新基因

随着人类基因组计划的开展,在基因结构、定位、表达和功能研究等方面都积累了大量的数据,如何充分利用大量已有的网上数据库资源,加速人类基因克隆研究及功能初步研究,同时避免重复工作,节省开支,已成为我们面临的一个急迫而富有挑战性的课题.生物信息学是20世纪80年代末开始,随着基因组测序数据迅猛增加而逐渐兴起的一门新兴学科,它利用计算机对生命科学研究中的生物信息进行存储、检索和分析.它的产生和发展为人们提供了强大的工具,本文就生物信息学方法在识别和鉴定新基因中的应用予以综述.     

生物信息学数据库调查分析及其利用研究

从生物信息学数据库利用的角度调查分析生物信息学数据库的现状,为我国科研人员利用网上生物信息学数据库以及生物信息中心的开发提供科学依据和参考价值。研究采用网上调查的方法,对法国生物信息中心Infobiogen建立维护的生物信息学数据库目录DBcat中收录的511个数据库进行调查统计,分析其类型分布、国家分布、更新频率和获取方式;在此基础上。进一步利用欧洲分子生物学信息网(EMBnet)中30个成员国节点对生物信息学数据库利用现状进行统计分析。     

如何查找Internet网上的基因突变信息资源

Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网上蕴藏着极其丰富的基因突变信息资源 ,为了更有效地获取和利用这些信息资源为我国的人类基因组计划和突变研究服务。本文结合自己的实践,介绍Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上基因突变信息资源及其查找方法 ,希望能对从事人类基因计划和突变研究以及基因突变信息处理等方面的科研人员有所帮助和启迪。１基因突变数据库随着人类基因组计划和突变研究的深入开展 ,产生了大量的基因突变以及多态性数据 ,借助传统的科学期刊系统发表这些数据已属不可能 ,必须建立相应的突变数据库来加速这些信息资源的处理和利用。为此建立了大量的基因突…     

英特网上生物信息资源的利用

充分利用英特网上完善的生物信息资源是十分有益且必要的.介绍了利用网上生物资源的几种主要方式和一些重要的站点和生物信息搜索引擎.     

生物信息学在新基因全长cDNA序列分析及功能预测中的应用

差异表达基因的检测与分析已成为研究具有差异的生物学表型的常规策略.对通过实验所获得的差异基因片段进行生物信息学分析,主要包括基于国际互联网的序列相似性分析、片段重叠群分析和全长cDNA序列分析,以及如何构建局域网并采用本地服务器进行规模化的数据分析,从而为研究人员提供可参考的生物信息学数据分析方案.     

一个肝癌相关长链非编码RNA的克隆及序列分析

最近我们利用新一代测序(next generation sequencing,NGS)技术对肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者活检标本及正常对照肝组织样品进行高通量RNA测序(RNA-sequencing,RNA-Seq),在肝癌样品中染色体11q13.1区域检测到几个相邻的RNA-Seq信号峰,而在正常对照组织中没有检测到,且该染色体区域目前尚无已知基因登录,提示这几个RNA-Seq峰可能代表一个或多个未知的新基因.以此为线索,证实这几个RNA-Seq峰来自同一个新基因,并克隆了该基因全长序列,在克隆该基因全长序列时,发现该基因编码的RNA存在多种剪接形式,最长的转录本为3 562 bp.将该基因编码的12条代表性RNA转录本序列递交到美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)的GenBank数据库中,GenBank ID号分别为KC136297~KC136308.该基因编码的RNA没有发现明显的开放阅读框(open reading fragment,ORF),提示该基因可能编码长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA).为了探讨该lncRNA基因可能的转录调控机制,我们用生物信息学方法预测了该lncRNA基因潜在启动子区域,发现在其转录起始位点上游-719~-469 bp处有一个潜在的启动子,其中包含7个Sp1、1个STAT5和1个EGR1转录因子结合位点.该lncRNA在肝细胞癌发生发展过程中的作用机制值得进一步深入研究.     

Systematic subcellular localization of novel proteins identified by large-scale cDNA sequencing

As a first step towards a more comprehensive functional characterization of cDNAs than bioinformatic analysis, which can only make functional predictions for about half of the cDNAs sequenced, we have developed and tested a strategy that allows their systematic and fast subcellular localization. We have used a novel cloning technology to rapidly generate N- and C-terminal green fluorescent protein fusions of cDNAs to examine the intracellular localizations of >100 expressed fusion proteins in living cells. The entire analysis is suitable for automation, which will be important for scaling up throughput. For >80% of these new proteins a clear intracellular localization to known structures or organelles could be determined. For the cDNAs where bioinformatic analyses were able to predict possible identities, the localization was able to support these predictions in 75% of cases. For those cDNAs where no homologies could be predicted, the localization data represent the first information.     

Fine mapping of an Arabidopsis thaliana male sterile mutant EC2-157

An Arabidopsis thaliana male sterile mutant EC2-157 has been isolated using an EMS mutagenesis strategy.Genetic analysis indicated that it was controlled by a single recessive gene called ms157.No pollen grains have been observed in mutant anthers.ms157 Has been mapped to a region of 74 kb located in BAC clone T6K22 on chromosome Ⅳ using a map-based cloning strategy.As no male sterile genes have been reported in this region.ms157 could be a novel gene related to fertility.The further molecular cloning and functional analysis on this gene should facilitate our understanding of A.thaliana anther development.     

宏基因组技术在开拓天然产物新资源中的应用

微生物代谢产物具有巨大的化学多样性,是多种抗生素和其它药物的重要来源。由于现有培养手段的局限性,可培养的微生物不到微生物总数的1％,使绝大部分微生物资源的开发利用受到制约。近年来．直接提取环境样品中混合微生物总基因组DNA,利用可培养的宿主细菌构建宏基因组文库,通过筛选目的克隆,寻找活性代谢产物,取得瞩目进展。对这一新领域的研究进展结合我们的研究概况进行了简要综述。     

牛Pbx-1基因的电子克隆及生物信息学分析

新基因全长cDNA序列很难获得,但电子克隆却提供了基因克隆的一种策略.利用小鼠Pbx-1基因编码序列(NM_183355)为种子序列进行电子克隆获得牛Pbx-1基因完整编码序列.然后,用生物信息学方法分析了牛的Pbx-1基因的结构,密码子偏性和氨基酸的同源性等.结果表明:该基因cDNA全长1 754 bp,无内含子,最大开放阅读框1 305 bp.编码434个氨基酸.预测其编码的蛋白分子量为47 189.5 Da,与小鼠的同源性为81%.     

单个植入前胚胎构建cDNA文库

以PCR为基础的单个植入前胚胎cDNA文库构建是一种快速、可重复和高效的建库方法。单个植入前胚胎cDNA文库作为一种重要的新兴基因资源库 ,为新基因的克隆和鉴定奠定了坚实的基础 ,不仅解决了胚胎研究材料受限的问题 ,而且在时间上更加精确 ,更符合胚胎发育的规律。是研究早期胚胎发育基因表达的一种有效手段。随着这一技术的不断改进和与其它技术的有机结合 ,必然为人们进一步揭示胚胎发育的分子机制开创一个崭新的局面。     

牛Irak-1基因的电子克隆及生物信息学分析

电子克隆提供了一种利用基因组数据库克隆新基因全长cDNA序列的策略。利用小鼠Irak-1基因编码序列(NM_008363)为种子序列进行电子克隆获得了牛Irak-1基因完整编码序列。然后,用生物信息学方法分析了该基因的结构,微卫星位点,密码子偏性和氨基酸的同源性等。结果表明:该基因cDNA全长2 645bp,无内含子,最大开放阅读框2 157bp,编码718个氨基酸,与小鼠的同源性为77%。     

基因簇大片段克隆技术研究进展及挑战

天然产物结构复杂、活性多样,是新药开发的重要来源,对天然产物生物合成途径的研究,有利于探索酶催化的合成机制,促进复杂天然产物的应用。天然产物的生物合成由其对应的基因簇调控,其中大量天然产物生物合成基因簇(biosynthetic gene clusters,BGCs)在野生型菌株中无法表达或表达量低。对这些基因簇的研究,需要进行克隆表达,而如何克隆大片段基因簇并使其表达,从而发现新型天然产物是一个具有挑战性的问题。其中构建基因组文库、转化关联重组(transformation-associated recombination,TAR)、Red/ET重组等是克隆大片段基因簇的重要技术。本文从克隆技术的策略和应用两个方面,总结了这3种克隆技术目前的研究进展,讨论了目前大片段基因簇克隆技术面临的挑战,为研究大片段基因簇提供方法学借鉴。