MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用———基因表达图谱分析（4）*

基因表达图谱原则上可了解整体细胞基因表达的信息,是基因组功能分析的重要研究手段。MATLAB 7.X生物信息工具箱为基因表达谱数据的分析和处理提供了一个综合环境,通过众多统计函数和绘图函数的结合使用,过滤不合格的基因数据和噪声数据,从而对基因表达数据进行聚类分析和主成分分析,绘制相关的基因表达图谱,完成基因芯片数据表达图谱的分析,分析结果可视化程度高,图表清晰、直观。本文主要以酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae为例,详细描述了利用MATLAB 7.X生物信息工具箱对其基因表达图谱进行分析的过程。     

MATLAB7．X生物信息工具箱的应用——基因序列分析（一）

MATLAB7．X生物信息工具箱为广大用户提供了一个用于基因组和蛋白质组分析的综合环境,它利用数据库资源,使科学研究事半功倍,在工具箱提供的开放环境里,用户甚至可以按照自己的目的来设计和利用分析工具。本文主要介绍了MATLAB7．X生物信息工具箱在基因序列分析中的应用,包括确定核苷酸组成,密码子组成,氨基酸转化和组成等,所有操作简便高效。结果可视化程度高。     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用--系统发生分析(五)

MATLAB 7.X生物信息工具箱为广大用户提供了一个用于系统发生分析的综合环境,它能利用数据库资源,方便获取DNA/蛋白质序列数据,所有操作简单高效,结果可视化程度高。在工具箱提供的开放环境里,用户还可以根据自己的目标来设计和利用分析工具。本文介绍MATLAB7.X生物信息工具箱在构建系统发生树方面的应用,以人科线粒体基因序列作为分子标记构建一株人科系统发生树为例,说明在MATLAB环境下对系统发生树的分析和处理。     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用——基因序列分析(一)

MATLAB 7.X生物信息工具箱为广大用户提供了一个用于基因组和蛋白质组分析的综合环境,它利用数据库资源,使科学研究事半功倍,在工具箱提供的开放环境里,用户甚至可以按照自己的目的来设计和利用分析工具.本文主要介绍了MATLAB7.X生物信息工具箱在基因序列分析中的应用,包括确定核苷酸组成,密码子组成,氨基酸转化和组成等,所有操作简便高效,结果可视化程度高.     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用——序列比对(二)

序列比对是基因序列分析中的一项重要工作.本文以人和鼠的基因为对象,介绍MATLAB 7.X生物信息工具箱中的序列比对方法,内容包括从数据库获取序列信息,查找序列的开放阅读框,将核苷酸序列转换为氨基酸序列,绘制比较两氨基酸序列的散点图,用Needleman-Wunsch算法和Smith-Waterman算法进行比对,以及计算两序列的同一性.     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用———聚类分析（七）*

本文主要介绍MATLAB生物信息工具箱的数据聚类分析功能,该功能主要用于基因芯片数据的分析。将要分析的数据先转化成XLS格式的文件,通过函数xlsread读入MATLAB Workspace,存储为两个变量。对缺失数据进行估算,从而减小结果误差。函数clustergram对数据分级聚类,并产生数据的热红外分布图和树状图。通过更改相关参数可以改变其颜色配置,距离算法,并可做双向聚类。     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用——基因芯片分析(三)

本文主要介绍生物信息工具箱在基因芯片图像和数据处理方面的应用,通过基因芯片数据的基因表达图谱研究基因表达水平,比较健康组织和病变组织的区别,并且观察药物应用所造成的变化.以健康小鼠和帕金森疾病小鼠脑基因的表达情况和差别的分析为例,介绍生物信息工具箱用于标准化处理基因芯片数据,分析和可视化基因表达谱方面的应用.     

MATLAB7．X生物信息工具箱的应用-基因芯片分析（三）

本文主要介绍生物信息工具箱在基因芯片图像和数据处理方面的应用,通过基因芯片数据的基因表达图谱研究基因表达水平,比较健康组织和病变组织的区别,并且观察药物应用所造成的变化。以健康小鼠和帕金森疾病小鼠脑基因的表达情况和差别的分析为例,介绍生物信息工具箱用于标准化处理基因芯片数据,分析和可视化基因表达谱方面的应用。     

基于政策工具视角的中国生物产业政策差异性分析

产业发展离不开产业政策的制定与发布,产业政策对于产业具有导向性与支持性,其制定主体主要包括中央政府和地方政府。以生物产业为例,采用计量分析的方法,搜集并整理了中央政府以及湖北、深圳、重庆、上海、北京五个地方政府颁布的生物产业政策,对其外部属性特征进行差异性分析,同时对多份国家层面的生物产业结构性政策运用内容分析的方法,进行政策工具分类分析,并构建了“政策工具-生物产业发展阶段”二维政策工具分析框架,探讨不同产业发展阶段之间政策工具使用的差异性。研究发现,中央政府与地方政府生物产业政策密集发布年份存在差异,且与生物产业发展关键节点有关联;国家层面生物产业政策不同类型政策工具使用频率差距较大,以环境型政策工具为主,较少使用需求型政策工具。针对研究结果,从我国生物产业发展情况及区域间差异的角度提出了相关政策建议。     

基于政策工具视角的中国生物产业政策差异性分析

产业发展离不开产业政策的制定与发布,产业政策对于产业具有导向性与支持性,其制定主体主要包括中央政府和地方政府。以生物产业为例,采用计量分析的方法,搜集并整理了中央政府以及湖北、深圳、重庆、上海、北京五个地方政府颁布的生物产业政策,对其外部属性特征进行差异性分析,同时对多份国家层面的生物产业结构性政策运用内容分析的方法,进行政策工具分类分析,并构建了“政策工具-生物产业发展阶段”二维政策工具分析框架,探讨不同产业发展阶段之间政策工具使用的差异性。研究发现,中央政府与地方政府生物产业政策密集发布年份存在差异,且与生物产业发展关键节点有关联;国家层面生物产业政策不同类型政策工具使用频率差距较大,以环境型政策工具为主,较少使用需求型政策工具。针对研究结果,从我国生物产业发展情况及区域间差异的角度提出了相关政策建议。     

西红花MADS-box基因家族的生物信息学分析

西红花是中国传统中药材,以花柱入药,被誉为"植物黄金"。MADS-box转录因子家族在显花植物的花器官形成和分化过程中发挥重要作用,其有极大的可能影响西红花花器官的形成进而影响花柱发育。本研究采用生物信息学方法,对来自西红花转录组数据库中的17条MADS-box转录因子的核苷酸进行解读,及对其编码的氨基酸序列的组成成分、理化性质、信号肽、导肽、跨膜结构域、亚细胞定位、亲疏水性、蛋白质的二级、三级结构及功能域进行预测分析,并将西红花和其他植物的MADS-box蛋白进行同源比对,同时构建了西红花和模式植物拟南芥MADS-box蛋白家族的系统进化树。结果表明,西红花MADS-box基因的开放阅读框在630~750 bp左右,分子量在24~29 kD之间,理论等电点(pI)均大于7,介于8.69~9.54之间,表现为碱性疏水蛋白,既不含有信号肽也没有跨膜结构,二级结构主要原件为α-螺旋和无规则卷曲,含有一个MADS-MEF结构域和K-box结构域。氨基酸同源性比对结果表明西红花和石刁柏的MADS-box蛋白同源性较高。与拟南芥的进化树分析结果显示,西红花MADS-box蛋白可聚为两大类,分属于MIKC和Mβ亚家族。本工作可为今后进一步深入研究西红花MADS-box蛋白的生物学功能提供可靠的参考依据。     

细菌漆酶的生物信息学分析

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶。本研究利用生物信息学分析工具对细菌的漆酶蛋白序列的基本性质、保守结构域、系统发育树以及结构等进行了分析。所分析细菌主要分布在变形菌门、放线菌和厚壁菌门。细菌漆酶的物理化学性质相似,但不同细菌来源的漆酶之间序列相似性较低,但其仍然具有容易识别的保守结构域特征。二级结构及三级结构具有明显的相似性。细菌漆酶的生物信息分析为其功能研究及在其他微生物中研究该类酶提供了基础。     

海七鳃鳗(Petromyzon marinus)anoctaimin-1蛋白的生物信息学分析

七鳃鳗是现存的最原始的无颌类脊椎动物之一,也是连接无脊椎动物与脊椎动物的重要环节,对生物的起源与进化有很高的研究价值。anoctamin-1蛋白(ANO1)是一种重要的跨膜蛋白,与细胞内阴离子的跨膜运输相关。以海七鳃鳗为例,利用不同软件对海七鳃鳗ANO1蛋白的理化性质、结构域、蛋白结构特征、物种进化保守性以及系统进化关系进行生物信息学分析表明:海七鳃鳗ANO1的开放阅读框为2 373 bp,编码791个氨基酸,属于anoctamin蛋白家族,具有7个跨膜区;二级结构含有无规则卷曲、α螺旋和β折叠。将海七鳃鳗与其他物种的ANO1氨基酸序列进行同源比对,并构建系统进化树,以确认海七鳃鳗ANO1基因的保守性和进化地位。对ANO1基因及蛋白的生物信息学分析为ANO1基因及蛋白的相关研究提供了重要的信息基础。     

生物序列集成式分析平台的研制及其应用

应用生物信息学基础理论,以信息技术为手段,开发了方便高效的生物序列分析平台。该系统可进行核酸及蛋白质序列统计、性质分析、PCR引物设计、联配及同源性分析等。使用该系统设计PCR引物,克隆了灰葡萄孢霉菌-3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶序列片段,并进行同源性分析,表明该系统操作简便、分析结果可靠。     

人类Boule基因在减数分裂时期的生物信息学分析

Boule（boll）基因是DAZ基因家族的一个新成员,含有一个RNA结合域和一个DAZ重复域,是人类精子发生减数分裂过程中主要调控因子。为了研究Boule基因结构及其功能,利用生物信,息学方法对Boule蛋白相关结构、相互作用蛋白及其功能进行分析和预测。结果表明,Boule蛋白存在明显的亲水区、疏水区和卷曲螺旋;不存在信号肽、跨膜结构;主要分布在细胞质、细胞核、线粒体中;二级结构以α-螺旋、延伸链、无规则卷曲所组成,并含有非正规二级结构区;作用蛋白主要为CDC25A蛋白．功能域主要包含RRM保守域。Boule蛋白在精子发生过程中第一次减数分裂的生殖细胞中特异性表达,而在减数分裂完全阻滞的睾丸组织中不表达。因此,Boule蛋白功能可能与雄性生殖细胞减数分裂相关基因表达有关。     

山羊不同组织来源EST片段的生物信息学分析

利用生物信息学方法,对GeneBank中截至2006年9月收录的全部来源于山羊基因的共计637条表达序列标签（EST）进行了综合及分类分析。结果显示,在来源于绒山羊含毛囊皮肤的392条EST序列中有48条为编码角蛋白或角蛋白关联蛋白的基因;在乳腺来源的245条EST中则无此类基因,而是如免疫球蛋白基因、维生素转运蛋白基因、MHC等诸多种类基因,以免疫和酶类居多。两类不同组织来源的FST相应基因相似之处最显著的是编码核糖体蛋白的基因,其中含毛囊皮肤组织的EST中有15．1％,乳腺组织为21．6％,并且有两种不同组织来源的EST组成的26条基序（contigs）中,编码核糖体蛋白的有17条,高达65．4％。     

刺参甘露糖结合凝集素的生物信息学分析

甘露糖结合凝集素(mannan-binding lectin,MBL)属于C型动物凝集素超家族,特异地结合甘露糖。MBL是宿主起始免疫系统一个重要成分,因此近年来逐渐成为研究的热点。采用生物信息学技术对刺参(Apostichopus japonicus)MBL(AJ-MBL)的两个基因编码的蛋白质结构和功能进行了分析,包括信号肽、分子量、等电点、跨膜结构域、糖基化和磷酸化位点、二级结构和三级结构等,旨在了解其结构特征,为动物免疫反应方面研究提供理论基础。     

拟南芥过氧化物酶序列与功能的生物信息学分析

植物过氧化物酶(POD)属于多基因家族,不仅是植物体内清除活性氧自由基的重要酶类之一,而且参与多种生理生化过程,在维系植物生长发育过程中发挥重要的作用。采用生物信息学方法对拟南芥过氧化物酶家族的73个基因编码的蛋白质序列的结构和功能进行了分析,其中包含氨基酸的数量、等电点、跨膜结构域、信号肽、二级结构组成及磷酸化位点等,并用Mega4.0软件构建了去除信号肽前后的系统进化树,旨在了解其结构特征。对已经进行功能研究的成员进行结构分析,以此来揭示结构与功能之间的联系,为植物抵御氧化胁迫方面研究提供理论基础。