基于遗传片段分析系统的转录起始位点分析技术:从预测到结果评估

【目的】以遗传片段分析仪内标法替代传统放射性标记引物延伸技术进行样本转录起始位点(TSS)分析,并弥补引物延伸技术应用于未知样本缺乏前期预测和后期评估环节,形成一套基于遗传片段分析仪内标法分析未知样品TSS的完整技术方案。【方法】以粘球菌Myxococcus DK1622来源的双拷贝Gro ELs基因为素材;首先从预测出发,利用数据库进行启动子和转录起始位点预测;其次,根据预测结果设计合成荧光标记引物进行靶标m RNA的反转录;再次,应用遗传片段分析技术内标法鉴定分析粘球菌来源的双拷贝Gro ELs基因转录起始位点(TSS)及其丰度;最后,应用正态分布理论进行鉴定结果评估。【结果】明确了转录起始位点的数量、转录丰度及最可能的TSS位点:粘球菌DK1622基因组中Gro EL1拷贝存在1个启动子,TSS位点为TSS_(286);Gro EL2拷贝存在2个启动子,TSS位点分别为TSS_(548)和TSS_(502),其中TSS_(548)转录丰度是TSS_(502)的13.8倍,Gro EL1的TSS_(286)丰度是gro EL2的TSS_(548)丰度的14.3倍。【结论】预测结果指明了实验设计的范围,遗传片段分析仪内标检测法替代传统放射性标记法使实验更加简便、安全、自动、准确,正态分布理论进一步评估了实验结果的可信度,三者接合形成了完善的转录起始位点鉴定技术方案。     

新颖的黏细菌模块化天然产物装配线

黏细菌的显著特征之一是能够合成结构多样、功能丰富的天然产物．模块化聚酮合酶(PKS)和非核糖体肽合成酶(NRPS)途径是黏细菌合成天然产物的主要方式．与经典模块PKS/NRPS相比,黏细菌来源的模块化PKS/NRPS常表现出新颖的装配特征,显示出多样化的遗传加工潜能和装配产物结构多样性．本文综合归类分析了黏细菌来源的模块化PKS/NRPS遗传装配线类型及其对应化合物的生化结构特征,图文并茂地呈现了黏细菌在遗传、生化、组合生物合成、进化和药物开发领域的生机和潜能,并展望了基因组学时代带来的契机．     

埃博霉素（Epothilones）的PKS/NRPS杂合基因簇

埃博霉素是由粘细菌纤维堆囊菌产生的一类具有促微管聚合活性的大环内酯类化合物。埃博霉素生物合成的多酶复合体是一个由多个功能模块组成,同时含有多聚酮合酶（PKS）和非核糖体肽合成酶（NRPS）的大操纵子。根据同位素标记试验结果和合成酶全基因簇功能的推测,埃博霉素的生物合成包括聚酮链的引发、链合成的起始和噻唑环的形成、链的延伸和转移、链合成的终止释放和环化、及产物的后修饰5个阶段。埃博霉素的PKS/NRPS杂合基因簇是开展组合生物合成研究的良好材料。     

应用生物信息学的系统化综合性教学改革实践

信息时代由于信息量巨大,传统的生物学讲学模式易导致知识片段化和浅表化等问题,从而显得乏味。应用生物信息学由于具有在实践中串并联相关知识点的特征,可成为转变这些问题的重要利器。为利用好这把利器,本文探讨了应用生物信息学课程的系统化综合性教学改革。论文从教学内容系统性布局(课程定位、内容结构和教学手段)和综合解析优秀科普视频中趣味性生物学问题两方面,图文并茂地展示了改革实践。实践中学生们受益匪浅。学生综合素质的提升体现在很多方面,比如认知的系统性与深度提高、思维模式由被动转变为主动、团队合作意识增强、学习兴趣热情提升、克服困难的勇气与自信心增强、自主设计与创新能力提升等。信息时代的生命科学已由传统的实验性科学转变为由思维分析主导的实验设计兼由设计主导的实验论证性科学,而应用生物信息学课程正是训练信息时代相关科研能力的重要环节。论文实施的系统化综合性教学改革取得了一定成效,值得借鉴与交流。