Granulometric analysis of spots in DNA microarray images

As the topological properties of each spot in DNA microarray images may vary from one another, we employed granulometries to understand the shape-size content contributed due to a significant intensity value within a spot. Analysis was performed on the microarray image that consisted of 240 spots by using concepts from mathematical morphology. In order to find out indices for each spot and to further classify them, we adopted morphological multiscale openings, which provided microarrays at multiple scales. Successive opened microarrays were subtracted to identify the protrusions that were smaller than the size of structuring element. Spot-wise details, in terms of probability of these observed protrusions,were computed by placing a regularly spaced grid on microarray such that each spot was centered in each grid. Based on the probability of size distribution functions of these protrusions isolated at each level, we estimated the mean size and texture index for each spot. With these characteristics, we classified the spots in a microarray image into bright and dull categories through pattern spectrum and shape-size complexity measures. These segregated spots can be compared with those of hybridization levels.     

黄热病病毒检测微阵列的研究制备

目的:制备黄热病病毒寡核苷酸检测微阵列.方法:根据黄热病病毒基因组序列,并应用生物信息学软件设计出寡核苷酸探针用于制备基因芯片,克隆于质粒上的黄热病病毒全长基因DNA经限制性显示技术扩增并标记,完成杂交后对芯片进行扫描和数据分析.结论:微阵列检测技术为检测黄热病病毒提供了一种早期、快速、可靠的方法,具有应用于临床检测的前景.     

植物角质层蜡质合成与调控的分子生物学研究进展

角质层覆盖于陆生植物的地上部分。沉积于其表面的外角质层蜡质组成了植物与外部环境之间的屏障。蜡质的合成是由大量酶类协同作用的结果,又是一个积极可调控的过程。综述了近年来角质层蜡质合成与调控的分子生物学研究进展,包括突变体筛选、基因克隆和鉴定,以及功能基因组学研究等三方面,并对植物蜡质代谢基因克隆鉴定中存在的问题进行了探讨。     

基于小波包变换的基因微阵列数据预处理方法

目的:基于阿尔茨海默病微阵列基因表达数据,分析研究微阵列基因表达数据预处理的新的有效方法。方法:首先采用标准差滤波、FSC(特征记分准则)和WPT-SAM(小波包变换-微阵列数据显著性分析)方法对微阵列基因表达数据进行预处理,比较处理后获得的基因数和FDR值;然后采用分类聚类方法对处理后的数据进行分类聚类和分层决策聚类,比较分类聚类结果。结果:标准差滤波和FSC方法获得的初筛基因数据较WPT-SAM方法多,但FDR值也高、后续分类聚类结果较WPT-SAM方法差。结论:WPT-SAM方法在预处理微阵列基因表达数据中,是比较灵活理想的分析方法。     

有机污染物二氯二苯三氯乙烷、三丁基锡和2，3，7，8-四氯二苯并二嗯英暴露下的四膜虫毒理基因组学研究

有机污染物二氯二苯三氯乙烷（DDT）、三丁基锡（TBT）和2,3,7,8．四氯二苯并二嗯英（TCDD）因对水生生态系统的危害以及对人体健康造成的严重伤害而受到重视．本实验以模式生物原生动物嗜热四膜虫为研究对象,利用microarray技术筛选了在上述3种污染物下分别暴露24h后差异表达2倍以上的基因,并在geneontology功能注释的基础上,通过富集分析考察了这些基因涉及的主要功能,其中许多功能和多细胞生物中的报道相一致．随后,以TCDD中富集功能注释的基因为核心,通过CLR算法构建了TCDD相关基因的相互作用网络,依照功能将其划分为2个亚网络,并在此基础上推测了TCDD在四膜虫中的作用机制模型．结果显示,四膜虫具有成为在基因组水平研究毒物作用机制的单细胞生物模型的巨大潜力．     

痢疾志贺菌A1型IroN, ShuA单、双突变体的构建及功能分析

本研究构建了痢疾志贺菌A1型SD51197株IroN及ShuA基因缺失及插入的单、双基因突变体MTS-1、MTS-2、MTS。对各突变体在培养基、细胞水平进行了功能检测,并利用SD51197全基因组芯片对各突变株进行了铁丰富和铁限制条件下的表达谱分析。结果显示,在添加铁螯合剂DIP条件下,各突变株生长水平都明显低于野生株,补加铁离子可以使突变株回复到正常生长水平;在HeLa细胞和U937细胞的胞内存活增殖和胞间扩散能力实验中,各突变株的生长状态都没有明显变化,但在HeLa细胞侵袭过程中添加DIP,MTS-1、MTS-2、MTS的胞内存活增殖能力与野生株相比分别下降了23.4%、25.2%、43.6%。铁限制条件下的表达谱结果表明,各突变株对缺铁的变化比野生株更敏感,多个基因的表达发生改变,上调基因主要涉及转录、辅酶代谢、氨基酸代谢和功能未分类基因,而下调基因主要包括能量代谢和碳水化合物代谢以及功能未分类的基因;已知的转铁相关基因普遍上调。此结果表明运铁相关基因IroN、ShuA可能影响着志贺氏菌的生长和毒力。     

糖组学研究策略及前沿技术研究进展

糖组学是继基因组学和蛋白质组学后的新兴研究领域,主要研究聚糖结构与功能.通过与蛋白质组数据库结合,糖捕捉法能系统鉴定糖蛋白和糖基化位点.糖微阵列技术可以对生物个体产生的全部蛋白聚糖结构进行鉴定与表征,提高了聚糖分析通量.而化学选择糖印迹技术简化了聚糖纯化步骤并提高了糖基化分析的灵敏度.双消化并串联柱法通过双酶消化双柱分离,在分析聚糖结构的同时也鉴定蛋白质的序列,并与蛋白质组学研究兼容.     

利用cDNA微阵列-CGH筛选支气管上皮细胞恶性转化中的扩增基因

目的:基因组不稳定是导致肺癌发生与发展的重要分子机理之一。本研究旨在筛选支气管上皮细胞恶性转化过程中拷贝数扩增的基因。方法:利用业已建立的支气管上皮细胞体外恶性转化模型,通过cDNA微阵列-CGH技术对支气管上皮来源的永生化细胞和癌变细胞的基因拷贝数进行了检测,并对部分结果进行了实时PCR验证。结果:永生化BEP2D细胞染色体中的某些区域存在不同程度的扩增,包括5q31.3、9q32-33.1、14q22.2-23.1、19p13.12-13.13、20q13.12-13.31;恶性转化BERP35T2细胞染色体中的扩增区域集中在1p12-13.1、5q33.1、5q31.3、9q32、19p13.12-13.13;5q31.3、9q32、19q13.12-13.13是以上2种细胞系中的共同扩增区域。共检测到201个基因的拷贝数发生扩增,其中PCNA、TP53及GADD45A基因的异常扩增已经实时PCR进一步验证。结论:在支气管上皮细胞恶性转化过程中,病毒与低剂量辐射的双重作用使得某些重要基因的拷贝数发生扩增,因基因剂量增加而导致某些癌基因高表达可能是细胞恶性转化的重要机制之一。