一种基于单分子纳米操纵的有序化测序策略

尽管包括人类在内的许多生物物种的基因组测序工作已经完成,但由于现有测序技术的限制,大部分复杂基因组还存在很多大大小小的缺口.缺口的填补以及对其他重复序列区域的测序迫切需要全新的思路和技术.基于在DNA单分子定位切割和拾取方面的实验进展,提出了一种基于原子力显微镜纳米操纵技术的单分子有序化测序策略.计算机模拟的结果表明,这一方法和策略是可行的,有助于解决目前测序工作中所遇到的一些棘手问题.     

高通量RNA甲基化测序数据处理与分析研究进展

随着高通量测序技术快速发展,Me RIP-seq(methylated RNA immunoprecipitation sequencing)测序技术开启了RNA表观遗传学研究新局面,能够在全基因组范围内描述RNA甲基化.从Me RIP-seq高通量数据中挖掘RNA甲基化模式,有助于揭示m RNA甲基化在调控基因表达、剪切等方面所发挥的潜在功能,有效指导癌症的干预治疗.本文从Me RIP-seq测序原理出发,较全面地综述Me RIP-seq数据处理和分析方法研究现状,并对其所面临的计算问题进行讨论和展望.     

RNA翻译的复杂性：不翻译、部分翻译、从头翻译及过度翻译

经典分子生物学的中心法则描述了遗传信息的传递方向.中心法则认为RNA只有通过翻译产生蛋白质才在生命活动中发挥功能.但是随着分子生物学的发展,很多RNA其本身就可以承担生命学功能.而且RNA的形式也不仅仅只有线性这一种.本文总结了RNA转录后命运的4种形式:不翻译、部分翻译、从头翻译和过度翻译.RNA命运的多样性使得对于翻译的理解比经典的中心法则规定的内容将更加丰富、复杂.充分了解RNA转录后的命运,对以后研究RNA的功能提出了更高的要求,也为我们真正而全面地了解RNA的功能提供了可能.     

基于高通量测序的全基因组关联研究策略

全基因组关联研究（Genome-wide association study, GWAS）是人类复杂疾病研究的重要组成部分之一,在群体水平检测全基因组范围的遗传变异与可观测性状间的遗传关联。传统的GWAS是以芯片（Array）技术获得高密度的遗传变异,尽管硕果累累,但也存在不少问题。如：所谓的“缺失的遗传力”,即利用关联分析检测达到全基因组水平显著的遗传变异位点只能解释小部分遗传力;在某些性状上不同研究的结果一致性较弱;显著关联的遗传变异位点的功能较难解释等。高通量测序技术,也称第二代测序（Next-generation sequencing, NGS）技术,可以快速、准确地产出高通量的变异位点数据,为解决以上问题提供了可行的方案。基于NGS技术的GWAS方法（NGS-GWAS）,可在一定程度上弥补传统GWAS的不足。文章对NGS-GWAS策略和方法进行了系统性调研,提出了目前较为可行的NGS-GWAS的实施策略和方法,并对NGS-GWAS如何应用于个体化医疗（Personalized medicine, PM）进行了展望。     

针对SARS冠状病毒重要蛋白的siRNA设计(英文)

NA干涉 (RNAinterference ,RNAi)是一种特异性地导致转录后基因沉默的现象 ,在哺乳动物细胞中小分子干扰RNA双链体 (smallinterferingRNAduplexes ,siRNAduplexes)可以有效地诱导RNAi现象 ,为一些疾病的治疗开辟了新的途径 .针对SARS冠状病毒 (SARScoronavirus ,SARS CoV)中编码 5个主要蛋白质的基因 ,用生物信息学的方法设计了3 48条候选siRNA靶标 .在理论上 ,相应的siRNA双链体能特异地抑制SARS CoV靶基因的表达 ,同时不会影响人体细胞基因的正常表达 ,这为进一步siRNA类药物的实验研究提供了理论基础     

人脯氨肽酶活性中心结构的计算机模拟

氨酰基脯氨酸二肽酶 (脯氨肽酶 )为广泛分布于生物界的细胞内二肽水解酶 .它特异性地水解以脯氨酸或羟脯氨酸为羧基端的二肽 (X Pro) ,而且只对反式肽键有催化活性 .此酶与脯氨酸代谢、胶原蛋白合成及细胞生长有密切关系 .文献报道 ,从Alteromonas细菌中提取的脯氨肽酶有水解梭曼的活性 ,其有机磷酸酐水解酶也有脯氨肽酶活性 .用重组基因表达的人肝脯氨肽酶也同时具有脯氨肽酶活性和水解梭曼的活性 .研究脯氨肽酶活性中心的结构具有重要理论意义和潜在实用价值 .但目前尚无人脯氨肽酶晶体结构的报道 .本文采用蛋白质结构模式识别 (threading)方法对脯氨肽酶的高级结构进行模拟 ,以大肠杆菌甲硫氨酸氨肽酶 (1MAT)为模板 ,模建了人脯氨肽酶C端结构域的空间结构 .通过对模建结构的 3D评估及电荷分布分析 ,对人脯氨肽酶活力中心结构进行了预测 .模建的人脯氨肽酶活性中心位于C端结构域 ,为 6条β折叠围成的一个疏水性口袋 ,外面被 5条α螺旋及一些loop包围 ,活力中心位于疏水结构中央 ,其中有 5个保守氨基酸 ,形成 1个较强的负电荷区 ,周围有 3个较弱的正电荷区域 .实验还发现 ,虽然Mn2 + 或Co2 + 对酶的活性极其重要 ,但对酶蛋白结构的贡献很小 .提示它们可能是在催化反应的电荷转移过程中发挥着重要作用     

人类新基因C17orf32的电子克隆和编码区序列RT-PCR验证

利用生物信息学与实验验证的技术路线,成功地克隆了人类新基因C17orf32的cDNA(GenBank登记号：AY074907和TPA: BK000260),发现C17orf32的完整开放阅读框架(ORF,31～657 bp）cDNA（627 bp）与人类假定基因LOC124919 ORF(25～807 bp)的25～651位只有一个碱基不同.经RT-PCR验证并cDNA测序、人类表达序列标签(EST)数据库的BLAST检索和基因组成规律分析三方面的结果,均支持C17orf32的序列,而不支持LOC124919的编码序列.C17orf32基因组序列全长4.610 kb,含有6个外显子和5个内含子,cDNA序列全长1 679 bp, ORF横跨全部6个外显子.该基因ORF翻译起始处符合Kozak规则,ORF起始码上游同一相位有终止码,ORF后有2个加尾信号和PolyA尾.C17orf32基因的成功克隆表明,NCBI GENOME Annotation Project在2001年12月预测的人类假定蛋白XP-058865编码基因LOC124919的模式参考序列XM-058865中存在偏差,即在C17orf32基因cDNA的406与407位碱基之间错误插入一个碱基G, 从而导致在插入位点后,ORF编码125位氨基酸以后蛋白质序列的改变,出现260个氨基酸的多肽.因此,应慎重看待计算机注释的人类基因组编码序列.建立的技术路线有助于发现更多新的人类功能基因.     

水稻基因组中的小RNA

水稻是一种很重要的模式植物, 其基因组框架图的完成将对植物生物学和遗传进化学等学科的研究做出巨大贡献. 目前, 水稻科研工作者们在绘制水稻完成图谱的同时, 也正在对水稻中基因和非编码区序列进行着深入的研究. 非编码RNA在生物系统中有着很重要的作用. 小RNA是非编码RNA的一种, 我们在水稻基因组中寻找已知小RNA序列, 并且在拟南芥、玉米、酵母、线虫、老鼠和猪这6个物种中一一进行比对, 结果在552个小RNA的数据库中找到160个小RNA, 它们存在于水稻的108个Scaffold中, 其中绝大部分(99.41%)都位于基因预测的内含子区. 19个小RNA只存在于水稻基因组中. 发现了两段U14小RNA保守片段, 一段是位于同系列的5个小RNA ZMU14SNR9(s)中, 它们只出现在3个植物物种上, 其中86%序列都是和水稻、拟南芥、玉米重复的序列; 另一段保守的小RNA是XLHS7CU14, 它出现在除猪以外的其他6个物种中. 所有这些结果显示小RNA在植物和动物之间并没有明显的界限.     

环境样品中DNA的分离纯化和文库构建

采用研磨 /冻融和SDS/蛋白酶K热处理等理化方法 ,直接从性质不同的环境样品中提取和纯化混合基因组DNA。所获得纯品DNA的产量为每克样品 2～ 1 6μg。对纯品DNA进行限制性内切酶处理后 ,构建了以pUC1 8为载体的DNA文库。建库效率为从每克环境样品获得约 1 0 3～ 1 0 4 个含 3～ 8kb外源随机插入片段的克隆。通过DNA序列测定和基因注释 ,对从文库中随机选取的克隆进行了分析 ,发现外源插入片段均含序列未见报道的新基因。本文所做的尝试对于保存、研究和开发未培养微生物基因资源具有意义     

A new method of preparing fiber-optic DNA biosensor and its array for gene detection

A new method of preparing fiber-optic DNA biosensor and its array for the simultaneous detection of multiple genes is described. The optical fibers were first treated with poly-l-lysine, and then were made into fiber-optic DNA biosensors by adsorbing and immobilizing the oligonucleotide probe on its end. By assembling the fiber-optic DNA biosensors in a bundle in which each fiber carried a different DNA probe, the fiber-optic DNA biosensor array was well prepared. Hybridization of fluorescent- labeled cDNA of p53 gene, N-ras gene and Rb1 gene to the DNA array was monitored by CCD camera. A good result was achieved.