单细胞全基因组扩增技术与应用

同一组织中的细胞往往具有类似的结构和功能,然而通过对单个细胞进行测序分析后,发现每个细胞都具有一定异质性.单细胞全基因组扩增技术是进行单细胞测序的前提,该技术可用于揭示单细胞基因组结构差异,同时在肿瘤研究、发育生物学、微生物学等研究中发挥重要作用,并成为生命科学研究技术的热点之一.单细胞全基因组扩增技术的难点在于单细胞的分离和全基因组的扩增.本文介绍了单细胞全基因组扩增技术中常用的单细胞分离技术和单细胞全基因组扩增技术,并对各技术间的优缺点进行比较,同时着重讨论该技术在肿瘤研究、发育生物学和微生物学研究中的应用.     

G蛋白偶联受体计算研究的进展和前瞻

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)是含有七个跨膜螺旋的一类重要蛋白,是迄今为止发现的最大的多药物靶标受体超蛋白家族。例如,目前上市药物中有超过30%是以GPCR为靶点的。然而,与GPCR重要性形成强烈反差的是科学界对于其结构与功能的了解非常贫乏,主要原因是通过实验手段来获得GPCR的结构与功能信息极其困难。利用生物信息学方法从基因组规模的数据中识别GPCR并预测三维结构是可行途径之一。基于生物信息学的GPCR研究将为新型药物靶标的筛选和药物的开发提供一定的帮助。本文论述了几种较为典型的GPCR计算方法,并基于已有研究提出可能的创新性研究策略来解决GPCR蛋白识别、跨膜区定位、以及结构和功能预测等问题。     

重组琼胶酶rAgaN3基因的生物信息学分析

利用生物信息学软件和数据库对从Microbulbifer sp.BN中得到的琼胶酶rAgaN3全长基因进行预测分析,结果表明:重组琼胶酶rAgaN3理论分子量为31.243 kDa,理论等电为4.81,不稳定系数为26.23,脂肪系数为62.35,平均疏水性系数为-0.662,无跨膜结构域,无信号肽;二级结构表明该蛋白无螺旋结构,有15个折叠结构,其余均为卷曲结构;序列相似性分析表明,蛋白rAgaN3属于糖苷水解酶GH16家族,为β-琼胶酶;以同源蛋白3wz1A(同源性88%)为模板,通过同源建模构建出了蛋白三级结构,并用拉式图进行了结构检验。琼胶酶rAgaN3基因的生物信息学分析,为琼胶酶的异源表达提供了指导,为琼胶酶的定点突变、深入研究其结构和功能的关系打下良好基础。     

基因芯片与高通量测序技术的原理与应用的比较

随着后基因组时代的到来,基因芯片和高通量测序已成为生物化学和分子生物学研究中的两大重要技术。从检测效率、准确性以及自动化程度证实,这两大技术都较传统的遗传学方法有了新的突破。基因芯片技术是一种具有高通量、高效率以及高自动化特点的方法,发展至今无论在核心技术还是工业应用方面都得到广泛的推广。高通量DNA测序技术建立较晚,但是其发展速度快,特别是在技术方面的更新换代极快,不断地改进使得测序的高通量、高准确率在生命科学中的应用也是占据不可逾越的优势。二者在原理上存在着显著的差异,却在应用方面上常常交融。基于此背景,本文以基因芯片技术与高通量测序技术二者在原理和基因拷贝数变异、肠道微生物、农业等应用方面作简要论述和对比。     

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。     

蛋白质酶功能分析和预测方法的进展和前瞻

蛋白质酶是生物体内最重要的生物分子之一。对酶的功能进行系统研究具有重要的科学研究价值和工业应用意义,近年来,以计算机技术为基础的酶功能预测的方法不断发展与完善。基于此背景,本文总结了基于计算方法的酶功能分析与预测的主要方法,包括酶结合位点、分子对接、动力学模拟以及分子设计等内容。同时,本文也对相应的发展趋势进行讨论和展望。     

酶分子设计常用策略和进展

酶分子的生物学功能很大程度上是由其三维空间结构和所处溶剂环境共同决定的。因此,优化酶分子的结构性质以及探索其性质最优的溶剂环境是改善酶分子功能以及进行理性设计的一个可行途径。从实际应用的角度来看,分子设计方法可以为酶工程提供一种有效的解决方案。目前,酶分子设计有两个重要的研究方向,包括提高酶分子的催化活力和优化其稳定性。同时,对酶分子设计方法的研究也有助于对蛋白质生物学机理的探索。在近些年的学术界酶分子设计案例中,生物信息学方法得到广泛的应用。本文系统地总结基于生物信息学的酶分子设计方法的背景、策略和一些经典案例。     

文本分析技术在蛋白质生物信息学中应用的案例综述

海量数据时代考察文本分析技术在生物信息学领域的应用具有重要的理论和现实价值。本文讨论了文本分析在蛋白质计算分析中的几个应用实例以及核心技术内容。文本分析技术应用于生物信息学领域可发挥引领和导向作用,在生物信息学中的应用又进一步促进了文本分析技术的发展。文本分析技术虽然广泛在生物信息学中应用,但是其发展仍然有需要尚待解决的几个问题,本文对此也进行了讨论。