基于生物信息学的SNP候选位点搜寻方法

单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是人类基因组中最常见的遗传多态,在遗传学研究的很多方面具有重要的作用。它的搜寻正受到广泛关注。近年来,国际上出现了一种基于生物信息学的发掘SNP新方法,本对方法的两种策略及其各自所存在的问题作一介绍。     

基于珙桐SNP位点的dCAPS标记开发

本研究收集了珙桐、喜树等19份植物材料,运用分子生物学和生物信息学手段比对分析了rpoB,rpoC,matK等8个基因碱基序列上的单核苷酸多态性(SNP)位点,在atpF-atpH基因上找到了合适的SNP位点并设计了dCAPS引物,经PCR扩增和酶切验证后,将SNP转化为衍生型酶切扩增多态性序列(dCAPS)标记,可促进SNP标记在珙桐的遗传图谱构建、基因定位、种质资源鉴定、遗传多样性研究等领域的应用。     

纳米金在基因突变检测及SNP分析中的应用

对特异核苷酸序列的高选择性检测在生物医学研究和临床检测中日趋重要. 纳米金特殊的光学性质、电学性质、化学性质、以及良好的生物相容性,使之成为检测生物大分子的首选工具.本文介绍了几种典型的基因突变检测及单核苷酸多态性(SNP)分析系统：基因芯片、生物传感器和光学检测系统.综述了多种颇有新意的检测方法和原理,详细阐明了它们的检测机制和研究进展,分析并比较了纳米金不同的作用方式,为纳米金在突变检测上的进一步研究提供了一定思路和参考.     

中风易感性与候选基因SNP位点关联研究

脑中风是严重危害我国中老年人身体健康的主要疾病之一,对中风相关基因单核苷酸多态性位点在人群中分布情况的研究将有助于深入认识中风发病机制及提高防治能力。该研究用寡核苷酸芯片方法检测了8个多态性位点与中风易感性之间的关联。结果发现:寡核苷酸芯片技术作为一种很好的基因分型方法,具有高通量、平行性、微量化、自动化和快速灵敏等的特点,适用于大规模基因分型平台的建立;实验初步发现与中风易感性相关的有血管紧张素原(AGT)基因M235T(OR=3.437,CI=1.211,9.709),载脂蛋白E(APOE)基因cys158arg (OR=9.434,1.686-83.3),亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因C677T(OR=2.591,1.002-6.711),血管紧张素ⅡⅠ型受体(AT1R)基因A1166C(OR=0.213,0.057-0.799)。     

通过目标区域测序寻找新的自身免疫性甲状腺疾病候选基因及相关位点

自身免疫性甲状腺疾病(autoimmune thyroid disease, AITD)是一种主要由T细胞介导的器官特异性自身免疫性疾病,包括格雷夫斯病(Graves disease, GD)和桥本甲状腺炎(Hashimoto thyroiditis, HT),其发病率与遗传因素紧密相关。本研究旨在确定与AITD相关的易感基因及位点。本研究通过对100例AITD(51例HT和49例GD)患者和50例健康体检者的基因组进行目标区域测序,并对基因多态性与AITD之间的相关性进行了统计学分析,进一步进行连锁分析找到易感基因及相关位点。本研究发现了BACH2基因的5个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点(rs12205059、 rs62408219、 rs7742121、 rs7756574、 rs12204886)完全连锁,ARID5B基因10个SNP位点(rs12778514、 rs3740354、 rs3740353、 rs9633555、 rs9633557、 rs9633534、 rs3740352、 rs2393730、 rs...     

LALBA基因SNP与内蒙古白绒山羊经济性状的关联

利用PCR-SSCP和DNA测序技术检测452份内蒙古白绒山羊α-乳白蛋白(LALBA)基因单核苷酸多态性(SNP), 并分析SNP与产绒量、绒厚、绒长和体重性状的关联。结果表明, 仅P2引物位点存在SSCP多态, 其外显子3区域存在1个突变位点: M63868:g.1897T>C。内蒙古白绒山羊群体LALBA基因M63868:g.1897位点以TT型为主, T等位基因频率为0.983, 且处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。方差分析表明, LALBA基因M63868:g.1897位点多态仅与产绒量存在显著相关(P=0.017); 1897位点TC基因型个体产绒量比TT基因型个体多产绒142.68 g, 高26.21%, 且差异显著(P<0.05)。因此, TC基因型可作为山羊产绒性状标记辅助选择的有效DNA标记。     

基因结构变异检测方法综述

在人类基因组中结构变异(SVs),拷贝数变化(CNVs),单核苷酸多态性(SNP)是非常普遍的,而且和人类健康与疾病密切相关,因此检测这些结构变异对于人类生命健康非常重要。基于第二代基因测序平台,目前已经有很多结构变异检测算法,这些算法主要分为五大类:微阵列方法、读对方法、读深方法、分裂读取方法、序列组装方法。本文系统地阐述了这五类方法的基本原理、优缺点以及使用范围,并简要介绍了每一种方法的经典检测算法及应用范围、检测性能等,并对未来检测算法的研究提出了展望。     

山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组SSR和SNP分析

利用Illumina HiSeqTM2000对山地虎耳草和棒腺虎耳草进行转录组测序,分析和比较其SSR和SNP特征。结果表明:山地虎耳草63 763条Unigene序列中含有4 622个SSR,发生频率为7.25%,有110种重复基元,平均每10.00kb出现一个SSR位点;棒腺虎耳草60 972条Unigene序列中含有4 542个SSR,发生频率为7.45%,有85种重复基元,平均每10.40kb出现一个SSR位点,略低于山地虎耳草。山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组序列的SSR优势基元均为三核苷酸重复。2个物种的转录组SSR以5~10次的较低重复次数为主,长度主要集中于12~30bp,具有较高的多态性。山地虎耳草和棒腺虎耳草中分别获得118 424个和112 006个SNP位点,编码区的SNP位点分别占30.40%和28.59%,且在编码SNP中同义突变所占比例(30.27%、28.48%)远高于非同义突变(0.13%、0.11%)。比较发现,2个物种的各项检索结果基本一致,推测与选取的组织部位、组织的发育阶段以及物种的亲缘关系有关。     

结构方程混合模型在SNP分析中的应用

采用结构方程混合模型(SEMM)对实际SNP数据进行分析,为遗传统计学提供一种新的有效的分析方法。本研究的数据是由GAW17提供的,包含697个个体的22条常染色体的上万个SNP和根据这些SNP所模拟的697个个体的性状特点。随机挑选了1号染色体上的4个SNP和3个定量性状作为研究变量,分别进行潜在类别分析和结构方程混合模型分析。根据4个SNP数据,人群被分为3个潜在类别,概率分别为0.53,0.34,0.13。潜在类别1、2和3中的因子均值Q分别为-4.029、-2.052和0,潜在类别1、2的因子均值均低于3(<0.001)。研究表明:结构方程混合模型(SEMM)综合了结构方程模型和潜在类别模型的思想,形成了自己的优势,可用于处理同时包含分类潜变量和连续潜变量的数据。     

桃的花型性状相关SNP位点挖掘与候选基因分析

桃的花型分为铃型和蔷薇型,铃型花朵小且边缘卷曲,蔷薇型花朵大且完全展开,蔷薇型重瓣花是观赏桃育种者追求的主要目标性状之一。目前,与桃铃型/蔷薇型花型性状连锁的分子标记研究较少,限制了桃的花型性状分子标记辅助育种进程。为了鉴定与桃花型关联的单核苷酸多态性（SNP,single-nucleotide polymorphisms）位点并挖掘候选基因,本研究通过对199份桃品种进行重测序,获得了1042687个SNP。采用一般线性模型对桃花型性状进行全基因组关联分析（GWAS,genome wide association study）,获得7个与目标性状显著关联的位点,其中2个位于2号染色体,5个位于8号染色体。进而对8号染色体的3个SNP进行竞争性等位基因特异性PCR(KASP,kompetitive allele-specific PCR)分型,在5个F1群体中进行进一步验证。χ2验证结果表明：Chr.8:14484624 bp与桃花型性状显著关联。5个F1群体基因型和表型的对应关系表明,Chr.8:14484624 bp准确率最高,为93.46%。组织特异表达结果显示,在上述定位区间内...     

奶牛CRP基因SNP的生物信息学分析

利用PCR-SSCP方法检测了CRP基因在中国荷斯坦奶牛群体中的单核苷酸多态性,并用各种网络分析软件分析了单核苷酸改变对其功能的影响。结果表明:CRP基因在P1引物扩增片段中存在PCR-SSCP多态性并引起编码氨基酸的改变。经测序分析可知,位于P1引物扩增片段内存在G→T突变,该突变位点使编码的氨基酸发生Q→H的改变。对引起编码氨基酸的P1位点进一步进行生物信息学分析发现,由于编码的改变引起新的转录结合们点vaccinia-term-s的产生,但没有引起其它CRP二三级结构的变化。这一分析结果可为奶牛CRP基因突变所产生的性状功能的改变提供分子水平的解释。     

Tomato SNP Discovery by EST Mining and Resequencing

Many economically important crop species are relatively depauparate in genetic diversity (e.g., soybean, peanut, tomato). DNA polymorphism within cultivated tomato has been estimated to be low based on molecular markers. Through mining of more than 148,000 public tomato expressed sequence tags (ESTs) and full-length cDNAs, we identified 764 EST clusters with potential single nucleotide polymorphisms (SNPs) among more than 15 tomato lines. By sequencing regions from 53 of these clusters in two to three lines, we discovered a wealth of nucleotide polymorphism (62 SNPs and 12 indels in 21 Unigenes), resulting in a verification rate of 27.2% (28 of 103 SNPs predicted in EST clusters were verified). We hypothesize that five regions with 1.6–13-fold more diversity relative to other tested regions are associated with introgressions from wild relatives. Identifying polymorphic, expressed genes in the tomato genome will be useful for both tomato improvement and germplasm conservation.     

糖蛋白质组学的信息学资源和方法

糖基化修饰是生物体内最常见、最重要的蛋白质翻译后修饰之一.哺乳动物体内超过50%的蛋白质都会发生糖基化修饰.糖蛋白广泛分布于各种组织的细胞膜表面,执行着重要的生物学功能.随着高通量、高灵敏度和高分辨率的蛋白质组学时代的来临,许多基于串级质谱技术解析糖链结构的生物数据库和分析软件也亦应运而生.本文综述了目前文献中最常用的糖类生物信息学资源,包括各种糖蛋白的数据库以及质谱解析糖类的相关工具和新技术、新方法.     

生物信息学法筛选志贺氏菌疫苗候选抗原

从GOLD基因组在线数据库中下载志贺氏菌S.flexneri2a301、S.flexneri5b8401和S.sonneiSs046株的全基因组序列,通过SignalP、PSORT-B、Cell-Ploc、TMHMM、Phobius、LipoP和PRED-TMBB等生物信息学工具,筛选可能成为疫苗组份的表面抗原。结果分别从3株志贺氏菌的全基因组中得到了96、158和107个ORF,它们分别编码一系列的脂蛋白、β-桶型跨膜蛋白或分泌性蛋白,组成了一个疫苗候选抗原的信息库。上述ORF编码的蛋白在3株志贺氏菌中呈现良好的同源性,有63种候选抗原在同源性分析中被发现同时存在于3株志贺氏菌中。说明生物信息学方法可以作为高通量筛选志贺氏菌疫苗候选抗原的辅助工具,且为志贺氏菌新疫苗研制提供了大量有用的数据信息。     

Using Mendelian Inheritance To Improve High-Throughput SNP Discovery

Restriction site-associated DNA sequencing or genotyping-by-sequencing (GBS) approaches allow for rapid and cost-effective discovery and genotyping of thousands of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in multiple individuals. However, rigorous quality control practices are needed to avoid high levels of error and bias with these reduced representation methods. We developed a formal statistical framework for filtering spurious loci, using Mendelian inheritance patterns in nuclear families, that accommodates variable-quality genotype calls and missing data—both rampant issues with GBS data—and for identifying sex-linked SNPs. Simulations predict excellent performance of both the Mendelian filter and the sex-linkage assignment under a variety of conditions. We further evaluate our method by applying it to real GBS data and validating a subset of high-quality SNPs. These results demonstrate that our metric of Mendelian inheritance is a powerful quality filter for GBS loci that is complementary to standard coverage and Hardy–Weinberg filters. The described method, implemented in the software MendelChecker, will improve quality control during SNP discovery in nonmodel as well as model organisms.     

应用生物信息学方法筛选幽门螺杆菌疫苗候选抗原

目的：应用生物信息学分析方法筛选幽门螺杆菌新的疫苗候选抗原。方法：从TIGRCMR下载幽门螺杆菌26695和J99株全基因组序列,应用生物信息学SignalP、PredTMBB、LipoP、TMHMM、Phobius、PSORT-B和SubLoc等分析软件,筛选幽门螺杆菌新的外膜蛋白和分泌蛋白疫苗候选抗原。结果：从幽门螺杆菌26695株筛选得到54个编码β-桶型跨膜蛋白、脂蛋白或分泌表达蛋白的疫苗候选蛋白抗原,从幽门螺杆菌J99株得到61个呈现上述表达方式的疫苗候选蛋白抗原;且这2株细菌的疫苗候选蛋白呈现良好的交集状况,即有43个候选疫苗蛋白是相同的。结论：用生物信息学分析方法可以从全基因组范围内快速筛选到保守的分泌或表面暴露的疫苗候选抗原,为疫苗抗原的快速筛选与鉴定奠定了基础。