酿酒酵母核小体定位理论模型的体外实验验证

核小体定位对真核生物基因表达调控发挥着重要作用。前期基于核小体核心及连接区域的k-mer频次分布偏好性,构建了位置权重矩阵算法,并在酿酒酵母基因组内较好地预测了核小体占据率。利用该理论模型,以1 bp碱基为步长、147 bp碱基为窗口,用该算法计算了酵母1号、3号、14号染色体上核小体形成能力强、中、弱各3条长度为147 bp的DNA序列,将这些片段克隆到重组质粒中,大量扩增回收9条标记biotin分子的目的序列。同时分别表达纯化了组蛋白H2A、H2B、H3和H4,复性后装配形成组蛋白八聚体结构。利用盐透析方法将9条DNA序列在体外组装形成核小体结构,经biotin标记检测后计算了反应过程的吉布斯自由能,对比了9条目的序列形成核小体的亲和力大小。研究发现,9条序列中有5条序列与理论预测完全符合,4条序列与理论预测不完全一致。实验结果与该算法预测的核小体定位结果基本一致,表明该理论模型能够有效预测酿酒酵母基因组核小体占据水平。     

核小体定位与RNA剪接

根据核小体定位序列和缺失序列的碱基分布特征,应用多样性增量二次判别方法(IDQD)构建模型对这两类序列进行了区分,受试者操作特性曲线下的面积达到了0.958．应用这一模型研究了核小体在人类基因组剪接位点(GT/AG)邻近序列中的分布方式,发现外显子所对应的DNA序列通常倾向参与核小体的形成,并且由它所转录的RNA统计上具有较强的刚性,而剪接位点及其邻近的内含子对应的DNA序列则避免参与核小体的形成,所转录的RNA统计上具有较强的柔性．进一步还发现,DNA序列的核小体定位/缺失和RNA的刚性/柔性具有统计相关性,为从机制上解释为何前体RNA剪接事件与DNA序列中的核小体定位信息有关提供了依据．     

大鼠Mocs2基因跳跃型外显子可变剪接保留率的检测

可变剪接是真核生物基因表达调控的一种重要方式,它通过剪接位点调控ORFs (Open reading frames)区域外显子或内含子的表达,产生不同的mRNA剪接体,进一步翻译成具有相同或不同功能的蛋白质,从而对诸如发育、疾病、环境响应等生物学过程产生重要影响.已有文献报道,人类Mocs2基因exon 1a与exon 1b外显子发生互斥型可变剪接,产生的两个剪接体分别编码钼喋呤合酶的大小亚基,参与钼辅因子生物的合成过程.基于本课题组前期大鼠肺部组织RNA-seq测序的结果,发现Mocs2基因2号外显子转录后可被剪接或保留,产生两个不同的剪接体.为验证测序结果的准确性,本研究利用半定量PCR与实时荧光定量PCR两种方法检测大鼠脑、海马、肺组织中Mocs2基因2号外显子的保留率.半定量PCR方法检测大鼠肺、海马、大脑组织中Mocs2基因的保留率分别为(88.28±3.09)％、(99.44±0.24)％、(99.54±0.19)％.实时荧光定量PCR检测的保留率分别为(66.76±20.47)％、(75.60±12.44)％、(87.28±16.4)％.实验结果表明,Mocs2基因2号外显子在大鼠中存在可变剪接现象,且不同组织具有一定差异.本工作进一步验证了两种PCR方法检测前体mRNA可变剪接保留率的可行性.     

生物信息学本科专业建设现状

随着后基因组时代的到来,生物信息学逐渐进入了黄金发展期。生物信息学教育体系的建立和完善是永葆生物信息学活力的关键。国际和国内的生物信息学本科专业建设情况的分析显示全球生物信息学本科教育均处于起始阶段。深刻剖析了内蒙古自治区生物信息发展的瓶颈问题以及内蒙古科技大学开设生物信息学本科专业的优势和必要性。未来,随着测序技术、计算机技术等的进步,生物信息学将继续蓬勃发展;生物信息学人才的需求将不断扩大。为适应人才市场的需求,预计会有越来越多的高等院校将加入到中国的生物信息学本科教育事业。     

假基因研究进展

假基因是功能基因的缺陷拷贝,它在序列结构上与功能基因非常相似,但已丧失了正常的蛋白质编码功能．假基因曾被认为是一类典型的非编码“垃圾DNA”,而如今人们发现假基因在基因表达调控和基因组进化过程中发挥着重要作用．从假基因的起源、序列结构特征、假基因的识别、假基因在染色体上的分布、分子进化规律,以及假基因功能等几个方面较为全面地介绍了该领域的最新研究进展．     

IDQD算法预测人类蛋白质相互作用

蛋白质是一切生命活动的物质基础,研究蛋白质的相互作用有助于理解生物过程的分子机制,阐明疾病的分子机理。本文依据蛋白质序列组分特征,应用基于多样性增量的二次判别分析方法,对人类的1 963对蛋白质相互作用进行了预测。自洽检验的各项预测指标均在79%以上,且交叉检验的总精度也大于60%,表明本算法可以用于蛋白质相互作用预测。     

人类基因组盒式外显子和内含子保留的可变剪接位点预测

信使RNA的可变剪接是真核生物有别于原核生物的基本特征之一,信使RNA前体的可变剪接极大地丰富了高等真核生物蛋白质的多样性,并与生物体的组织特异性密切相关。文章对人类盒式外显子和内含子保留的一些基本特征进行了统计;根据剪接位点附近的单碱基、碱基二联体和三联体的保守性等特征,利用基于多样性指标的二次判别法,对盒式外显子和内含子保留的供体端和受体端可变剪接位点进行了预测。交叉检验结果表明,盒式外显子供体端和受体端的识别精度分别达到93％、84％以上的水平;内含子保留供体端和受体端的识别精度分别达到89％、81％以上的水平。     

基于蛋白序列的IDQD算法预测蛋白质相互作用

基于蛋白质序列组分信息,提出一个离散增量结合二次判别分析法(IDQD)预测蛋白质相互作用的模型,对人类蛋白质相互作用进行预测.自洽检验的识别精度达到75.89%,3-fold交叉检验的敏感性和特异性分别为64.22%和64.68%.结果表明IDQD算法可以用于蛋白质相互作用的预测.     

果蝇基因组中回文序列的分布

回文序列(palindrome)是与基因表达调控、DNA复制和重组密切相关的重要DNA模体.例如,回文序列常存在于基因表达顺式作用元件中,参与基因表达调控;回文序列也可作为限制性内切酶的识别位点或结构信号,诱导重组的发生,而重组作为选择的途径,反过来可能会调节回文序列在染色体上的分布.在全基因组范围内研究回文序列的分布...     

肾肿瘤相关基因的共表达网络构建与分析

作为泌尿系统常见的肿瘤之一,肾肿瘤发病率在逐年上升。针对Affymetrix hgu133b的基因芯片数据进行差异表达基因筛选,应用加权基因共表达网络分析算法构建肾肿瘤差异表达基因的共表达网络。分析肾部正常组织和肿瘤组织差异表达基因之间的关联模式;选取与肿瘤发生关联程度最高的模块,筛选枢纽基因。最后,针对枢纽基因进行基因本体富集分析。细胞衰老是抑制肿瘤发生的主要机制之一,分析结果显示枢纽基因PLA2R1和TBX3与细胞衰老有关,可能对肾肿瘤的形成具有重要影响。该结果与基因PLA2R1通过促进细胞衰老抑制肾部肿瘤发生的研究结论一致。