Illumina-Solexa测序数据质量评估系统的构建

目的：针对下一代测序数据量大、序列长度短的特点,研究数据分析和质量评估方法。方法：选择已发布的Illumina-Solexa平台测序数据为研究对象,通过MAQ软件将测序数据与人类全基因组序列进行比对,并以外显子区域为例,在位点水平对测序数据质量进行评估。结果：结合已有软件系统和本文自创线性算法,建立了一套包括比对、拼接在内的测序数据质量评估系统。比对分析后,发现原始测序序列共覆盖了127,113,378个位点,涉及24条染色体上的64868个外显子。其中,每个位点都被测到的外显子为0.50%,位点平均测序深度大于等于1的外显子为3.98%。结论：成功构建了基于Illumina-Solexa测序平台的数据分析和质量评估方法,其可适用于其它第二代测序平台。研究者可在质量评估的基础上完善测序试验设计,并进行SNP和突变筛选及后续功能性研究。     

缺失数据下蛋白质多结构叠加的迭代方法

蛋白质三维结构叠加面临的主要问题是,参与叠加的目标蛋白质的氨基酸残基存在某些缺失,但是多结构叠加方法却大多数需要完整的氨基酸序列,而目前通用的方法是直接删去缺失的氨基酸序列,导致叠加结果不准确。由于同源蛋白质间结构的相似性,因此,一个蛋白质结构中缺失的某个区域,可能存在于另一个同源蛋白质结构中。基于此,本文提出一种新的、简单、有效的缺失数据下的蛋白质结构叠加方法（ITEMDM）。该方法采用缺失数据的迭代思想计算蛋白质的结构叠加,采用优化的最小二乘算法结合矩阵SVD分解方法,求旋转矩阵和平移向量。用该方法成功叠加了细胞色素C家族的蛋白质和标准Fischer’s 数据库的蛋白质（67对蛋白质）,并且与其他方法进行了比较。数值实验表明,本算法有如下优点：①与THESEUS算法相比较,运行时间快,迭代次数少;②与PSSM算法相比较,结果准确,运算时间少。结果表明,该方法可以更好地叠加缺失数据的蛋白质三维结构。     

生态位分化与森林群落物种多样性维持研究展望

一直以来,生态学家和进化生物学家对森林群落物种多样格局及其形成机制持有不同的观点。虽然Robert Ricklefs将进化和生态过程整合的观点已经被群落生态学家广泛接受,但是区域物种进化历史以及局域群落微进化过程是否能够影响群落生态学过程以及这些过程如何影响群落结构和动态还有待商榷。经典的生态位理论同时强调了种间和种内生态位分化对群落多样性维持的影响。但是生态学家普遍认为种间差异足以代表群落内个体间的相互作用关系,并且由于进化过程导致的种内分化往往涉及较长的时间尺度,因此,虽然种内差异是自然选择的重要材料,物种对环境的适应性进化过程所导致的种内分化对群落构建的影响往往被生态学家所忽视。为此,通过回顾种间和个体生态位分化的研究历史,对两类研究分别进行简要阐述,强调在今后的群落生态学研究中需要考虑个体分化对局域群落构建的影响。     

丝状真菌胞外蛋白高效分泌机制的研究进展

丝状真菌由于其胞外蛋白分泌的高效性,成为生产酶制剂的高效细胞工厂.近年来针对真核生物胞外蛋白分泌途径的研究发现,丝状真菌蛋白的分泌途径相比其他真核生物具有高效分泌的特性.为了研究丝状真菌高效分泌的机制,本文总结了近年来丝状真菌分泌途径的最新研究进展,并且选取了分泌途径中关键环节的数种蛋白进行分析,通过与其他真核生物相关蛋白进行结构与序列比对,推测了丝状真菌胞外蛋白高效分泌的可能机制.     

四种常用的生物序列比对软件比较

随着高通量测序技术的快速发展,下一代测序技术也迅速发展为生物领域中的主流技术,而理解下一代测序数据最重要的一步是比对。比对是进行后续生物信息分析的基石,也因此催生了很多比对软件。本文主要选取了四种常用的比对软件Bowtie2、BWA、MAQ和SOAP2,对这四种软件及算法进行综述,并通过实际测序数据对四种软件进行比较和评估,为生物学研究者选择最佳的短序列比对软件提供理论和实践依据。     

解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)ATCC30162脂肪酶基因Yllip1和Yllip2的结构及表达特征

以目前报道油脂产量最高的解脂耶氏酵母菌株(Yarrowia lipolytica) ATCC 30162为对象,采用逆转录PCR扩增到脂肪酶编码基因Yllip1和Yllip2,编码产物分别为816和549个氨基酸。保守结构域预测表明,Yllip1包含Patatin类磷脂酶和功能未知的DUF3336结构域,而Yllip2包含lipase＿3类脂肪酶结构域,且这两个蛋白都具有1～4个跨膜区域。与不同物种来源的脂肪酶同源蛋白的多序列比对表明Yllip1和Yllip2分别包含8和6个保守区域,这些生物信息学分析表明这两个来源于解脂耶氏酵母的脂肪酶作用底物可能分别为细胞内膜磷脂和酰基甘油酯。荧光定量PCR分析表明:培养基中添加油酸在短期内(6 h)诱导了这两个脂肪酶基因Yllip1和Yllip2的显著上调表达,表明它们可能参与了酵母分解利用油酸的生化过程。     

蛋白质折叠识别方法综述

蛋白质折叠识别算法是蛋白质三维结构预测的重要方法之一,该方法在生物科学的许多方面得到卓有成效的应用。在过去的十年中,我们见证了一系列基于不同计算方式的蛋白质折叠识别方法。在这些计算方法中,机器学习和序列谱-序列谱比对是两种在蛋白质折叠中应用较为广泛和有效的方法。除了计算方法的进展外,不断增大的蛋白质结构数据库也是蛋白质折叠识别的预测精度不断提高的一个重要因素。在这篇文章中,我们将简要地回顾蛋白质折叠中的先进算法。另外,我们也将讨论一些可能可以应用于改进蛋白质折叠算法的策略。     

血清白蛋白序列中的相似氨基酸突变特点分析

血清白蛋白是必不可少的生命物质,在生命运动和发展延续中起着重要的作用。它不仅能维持正常的血浆渗透压,最重要的是能够储存和运输众多的内源性和外源性物质。本文利用生物信息学的方法分析了几种不同物种的血清白蛋白的结构信息和疏水性特点,研究表明人、牛、猴、兔、狼、猫的血清白蛋白序列均属于亲水性蛋白质,在100 bp以内的疏水性值差别比较明显。通过对血清白蛋白进行多序列比对分析,发现兔血清白蛋白的氨基酸突变的数目是最多的。在这几种血清白蛋白序列中,氨基酸突变更容易发生在结构相似、极性相似和能量比较接近的氨基酸之间,如D和L、E和D。对于人血清白蛋白来说,从疏水性的丙氨酸A到酸性的谷氨酸E的突变比较多,使得人血清白蛋白在进化过程中的亲水性增强,是个很好的储存和运输小分子的载体。这些基于生物信息学方面的血清白蛋白的突变及其进化关系的研究,为进一步研究药物与血清白蛋白的相互作用在其他物种中表现和特点提供了良好的基础。     

三种金黄色葡萄球菌显色培养基检测效果的比较

本文研究2种国外主流的金葡菌显色培养基和广东环凯微生物科技有限公司生产的PEN-TCF检测金葡菌的效果。通过研究3种产品对多种金葡菌菌株的回收率、最低检出限以及检测人工污染食品的回收率、特异性和抗干扰能力比较其检测效果。结果表明3种培养基的最低检出限相近, 显色培养基A和PEN-TCF的回收率较高, 但抗干扰能力较低; 显色培养基B回收率稍低, 而抗干扰能力较强; PEN-TCF和培养基B的特异性更优于培养基A。     

局域和区域过程共同控制着群落的物种多样性:种库假说

解释群落的物种多样性大小是生态学研究的一个重要的理论和实践问题。人们提出了群落物种多样性的多种假说, Zobel等人提出的种库假说(species pool hypothesis)是生物多样性理论研究的重要发展。该假说认为, 一个群落的物种多样性不仅与环境条件和生态过程(ecological process)(如竞争、捕食)有关, 也受区域种库(regional species pool)的限制。区域种库是指一个地区可进入某一群落的潜在物种数量, 它由地史过程(如冰期、地质年代)和区域过程(物种形成、迁移扩散以及消亡)所决定。按照种库假说, 某一生境类型的面积越大, 地质年代越古老, 物种形成的机会也就越多, 因而能适应和分布于该生境的物种也就越多, 实际群落中的物种丰富度也就越高。种库在空间上主要有两个层次: 区域种库和实际种库, 前者指某一生境所拥有的潜在物种数量, 主要由生物地理过程(biogeographic processes)所决定; 后者则为调查的群落中实际出现的物种数量, 主要由竞争等生态过程和区域种库共同决定。本文对种库假说的基本概念、主要内容、种库确定方法等作了介绍, 并阐述了作者对这些问题的理解和认识。