生物芯概念计算——生物信息计算的新概念

正生物技术的迅猛发展推动了生命科学进入大数据时代,以新一代测序技术为代表的高通量生物技术加速了生物学与计算、信息等学科的融合,大大推进了生物信息学的发展.据美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)最新的数据统计,相较前一年,基因组测序项目增长了49.94%,以读长数据(read)为代表的高通量核酸测序数据增长了44.37%,蛋白质序列数据增长了39.85%[1].截止最新的数据发布(2017年9月),存储于GenBank数据     

卡奇霉素产生菌棘孢小单胞菌ATCC 15837的全基因组测序及序列分析

棘孢小单胞菌(Micromonospora echinospora) ATCC 15837是一种高GC含量的革兰氏阳性稀有放线菌,能够合成烯二炔类抗肿瘤抗生素卡奇霉素(calicheamicin, CLM)。目前,还没有相关研究报道棘孢小单胞菌ATCC 15837的全基因组序列,这限制了其代谢产物合成途径和比较基因组学等研究。本研究首次通过高通量测序技术对棘孢小单胞菌ATCC 15837进行全基因组测序,使用相关生物信息学软件对数据进行组装和注释等分析。使用Velvet软件进行组装拼接得到77个Contigs,GC含量为72.36%,基因组大小约为7.69 Mb。序列已提交至美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank数据库(登录号为NGNT00000000)。本研究首次报道了一株烯二炔类抗肿瘤抗生素卡奇霉素产生菌棘孢小单胞菌ATCC 15837的全基因组序列,分析了基因组基本特征,预测了该菌株的次级代谢产物生物合成基因簇,为后续的进一步代谢调控与合成生物学提供了理论基础。     

藤黄节杆菌ATCC21606的全基因组测序及序列分析

藤黄节杆菌(Arthrobacter luteus, A. luteus) ATCC 21606是一种革兰氏阳性短杆状的放线菌。该菌分泌的溶菌酶(Lyticase)能够有效裂解酵母细胞壁,同时能分泌限制性核酸内切酶AluⅠ和热稳定的黄嘌呤氧化酶,但目前还没有该菌株的全基因组序列相关的报道。本研究首先通过对A. luteus ATCC 21606菌株的基因组进行高通量测序;再利用SOAPdenovo、GeneMarks等软件对基因组进行组装和组分分析;接着与COG、GO、KEGG、NR、Swiss-Prot和CAZy数据库比对进行基因功能注释;并利用antiSMASH软件进行次级代谢产物合成基因簇预测;最终得到大小为4 209 480 bp的全基因组序列,GC含量为74.68%,共预测到编码基因3 741个。基因序列已提交至美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank数据库,登录号为RQIK000-00000。本研究首次报道了A. luteus ATCC 21606的全基因组序列,为后续该菌株的功能基因、代谢产物合成途径及比较基因组学等相关研究提供基础。     

短杆菌属海洋环境适应机制的泛基因组学

[目的]为了探究短杆菌属对海洋环境的适应机制.[方法]本研究通过对6株分离自不同洋区、属于不同分类单元的短杆菌菌株进行测序、拼接和注释,结合23株从美国国家生物技术信息中心(NCBI)下载的短杆菌属模式菌株及非模式菌株的基因组数据,进行泛基因组学分析和物种进化分析.[结果]泛基因组学分析表明短杆菌属具有开放型泛基因组,...     

小单孢菌(Micromonospora rifamycinica)AM105全基因组测序及分析

小单孢菌(Micromonospora rifamycinica)AM105是一种高GC含量的革兰氏阳性放线菌,分离自中国南海红树林沉积物,能够合成利福霉素类抗生素。目前,还没有相关研究报道Micromonospora rifamycinica的全基因组序列,这限制了代谢产物合成途径和比较基因组学等研究。本研究首次通过高通量测序技术对小单孢菌AM105进行全基因组测序,使用Velvet软件进行组装拼接得到388个Contigs,整个基因组大小约6.85 Mb,GC含量为73.1%,序列已提交至美国国立生物技术信息中心(NCBI)的Gen Bank数据库(LRMV01000000)。本研究同时对基因组序列进行了基因预测与功能注释、COG和GO聚类分析及次级代谢产物合成基因簇预测等,相关研究结果将为小单孢菌Micromonospora rifamycinica的功能基因组学研究提供基础数据。     

一株橡胶降解菌Rhizobacter gummiphilus NBRC109400的全基因组测序及功能挖掘

Rhizobacter gummiphilus NBRC 109400是一种新发现的具有降解天然橡胶能力的革兰氏阴性菌,为进一步探究该菌株降解天然橡胶的作用机制,挖掘菌株可能存在的功能特性,本研究使用第三代高通量测序技术对R. gummiphilus NBRC 109400进行全基因组测序,基于完成图进行基因预测、功能注释以及次级代谢产物合成基因簇预测,并对其橡胶降解蛋白进行挖掘。该菌株基因组大小为6 398 100 bp,GC含量为69.72%。该基因组共预测得到9个次级代谢产物合成基因簇,其中2号基因簇与来自菌株Delftia acidovorans SPH-1的delftibactin金生物矿化基因簇同源并进行了探究。定位了该菌株的橡胶降解关键蛋白LatA橡胶加氧酶,同时,预测到一个可能与菌株降解橡胶途经相关的同工蛋白CPZ87_07230。全基因组序列已提交至美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank数据库,登录号为CP024645。以上研究将为菌株NBRC 109400的功能基因组学研究及橡胶降解特性研究提供基础数据。     

卡介苗美国株全基因组测序缺口修补及序列

【目的】对卡介苗(Bacillus Calmette-Guerin,BCG)美国株(BCG Tice)进行基因组补缺口(补洞)工作,以得到它的基因组完整序列。【方法】首先对BCG Tice进行高通量测序,使用SOAPdenovo软件对得到的数据进行拼接。由于在高通量测序的过程中基因组某些区域测序覆盖度低,测序质量差会使测序结果经拼接后形成众多的重叠群(contig),相邻的位置关系确定的contig形成一个scaffold,contig之间未测到的区域为缺口序列(gap),在contig末端设计引物进行PCR扩增,得到连接相邻contig的PCR产物,对PCR产物进行测序。通过优化PCR引物设计策略,尝试不同的聚合酶进行聚合反应,调整PCR反应条件并结合PCR产物构建克隆测序等方法,补齐contig之间的缺口序列。【结果】完成了BCG Tice的全基因组测序,得到了它的基因组完整序列,序列已提交到美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank数据库。【结论】BCG属于高GC含量的革兰氏阳性细菌,其基因组GC含量高达65.65%。本文以BCG Tice基因组补洞为例,对高GC含量基因组补缺口过程中遇到的问题与采取的策略给予概述,望给相关高GC含量基因组的物种全基因组测序补缺口工作提供一些借鉴。     

基因库(GenBank)的电子邮件检索

基因库(GenBank)是由美国国立卫生研究院、美国国立医学图书馆以及美国国家生物技术信息中心建立发行的,所有已知核酸和蛋白质序列及其文献和生物学注释的公共数据库。可以通过WWW、FTP、E-mail获取其中的数据,本文主要介绍了查询服务器的检索方法。 Abstract:　GenBank is a public database of all known nucleotide and protein sequences with supporting bibliographic and biological annotation, built and distributed by the National Center for Biotechnology Information(NCBI), the National Library of Medicine(NLM) and the US National Institute of Health(NIH). GenBank data is available by WWW, FTP and E-mail. The retrieval of GenBank by the QUERY server is mainly introduced in this paper.     

1342个植物叶绿体基因组分析

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,是生命活动的能量之泉,由于其结构简单,且通过母系遗传,正逐渐成为研究热点。本研究通过统计分析,对美国国立生物技术信息中心(national center of biotechnology information,NCBI)上已公布的叶绿体基因组信息(截止到2016年10月31日),特别是植物叶绿体基因组信息进行了整理,发现目前全世界有242家研究单位正致力于叶绿体基因组研究,他们的研究对象多达200个科属。对公布的植物叶绿体基因组进行分析,发现它们的长度主要集中在140~160 kb,GC含量多为35%~40%,编码80~100个基因。叶绿体基因组研究已经进入崭新的阶段,对叶绿体基因组的深入研究,必将帮助我们更快、更深入地认识、利用和保护植物。     

美建立植物染色体组信息中心

美农业部国家农业图书馆(NAL)最近在巴尔茨韦尔开办了一个植物染色体组数据信息中心(PGC)。该中心为农业界用户提供动植物染色体作图方面的信息,包括与染色体作图有关的文献题录,专家及研究机构名录。现为所需课题进行数据检索可免费,但较长时间及全面的检索将收取成本费。该中心地址如下:     

美国参议院通过法案建立生物技术政策委员会

华盛顿—6月17日一个建立国家生物技术政策委员会的法案在美国参议院通过。这个名叫“生物技术竞争条例”的参字1966法案设立了主管建立人基因组图谱和农业应用的顾问委员会,法案建立了国家生物技术信息中心,并赋于现有的生物医学标准委员会另三年权限。参字1936法案的主要倡仪人 S.L.Chines 说,这是生物技术方面国家具有重大影响的决策。生物技术产业协会理事长 L.Raines 说,Chiles 和委员会的其他成员已长期寻求表明他们对美国生物技术产业支持的途径,这可能是他们能做到的最好途径。在众议院,参泌院法案和类似的由议员 J.H.Scheuer 介绍的法案由主管自然资源、农     

中国科学院、北京大学、国家自然科学委员会和中国植物学会联合组织2002年植物基因组学与农业生物技术国际研讨会(北京香山)(第一轮通知)

国际基因组测序继拟南芥基因组完成之后 ,水稻基因组测序工作预计即将完成。植物生命科学研究已进入完全的功能基因组时代。为了推动我国具有战略性和前瞻性的植物基因组学基础研究和以农业的持续发展为目标的农业生物技术研究 ,中国科学院、北京大学、国家自然科学委员会和中国植物学会与在美工作的华人科学家共同组织一次国际研讨会 ,会议将邀请包括美国科学院院士在内的国际顶尖科学家与我国科学家共同研讨交流国际植物基因组与农业生物技术的最新进展和下一步我国水稻和其他重要作物的功能基因组研究的战略 ,同时为有关政府部门提供建议…     

土蜂科线粒体基因组序列测定和分析

【目的】本研究旨在通过针尾部(Aculeata)昆虫线粒体基因组系统发育分析认知土蜂科(Scoliidae)的单系性及系统发育位置。【方法】利用Illumina Hiseq2500二代测序技术测序土蜂科3属5种的线粒体基因组,并进行注释和分析;基于针尾部昆虫36个线粒体基因组13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)和2个rRNA基因序列采用最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯法(Bayesian inference, BI)法构建系统发育树。【结果】新测序的土蜂科5个线粒体基因组为五带波壁土蜂Colpa quinquecincta线粒体基因组(GenBank登录号：OM103696),齿石波壁土蜂Colpa tartara线粒体基因组(GenBank登录号：OM103697),厚大长腹土蜂Megacampsomeris grossa线粒体基因组(GenBank登录号：OM103796),台湾大长腹土蜂Megacampsomeris formosensis线粒体基因组(GenBank登录号：OM142776)和斯式土蜂Sc...     

美国将发布关于生物技术的新法案

美国白宫科学技术政策局(OSTP)的生物技术科学协调委员会(BSCC)6月28日决定了"Biotechnology Scope"的内容,以决定作为管理对象的生物技术的范围.美国农业部(USDA)、食品和医药品管理局(FDA)、环境保护署(EPA)、国立卫生研究院(NIH)、法院和商业部等参加了规章的制订,从1989年开始探讨.从利用化学的、物理     

新西兰白兔线粒体基因组全序列的测定与分析

本研究旨在获得新西兰白兔(New Zealand white rabbit)线粒体DNA基因组全序列(mtDNA).根据GenBank已经公布的近缘物种穴兔mtDNA全基因组序列(GenBank登录号:AJ001588.1),设计12对可覆盖新西兰白兔mtDNA全序列的引物,通过PCR扩增、测序、拼接,获得新西兰白兔线...     

《生物技术通报》稿约

《生物技术通报》系中国农业科学院科技文献信息中心和生物技术研究所、中国农学会高新技术农业应用专业委员会共同主办的综合性科技刊物。主要报道国内外农、牧、林、渔及医学、轻化等领域中生物技术研究的新进展、新技术、新成果与发展趋势 ,内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生物工程的应用、新的实验技术与方法等。一、栏目及其要求1专家论坛　　内容 :专家对当前生物技术研究和应用中的大事、要事及热点问题提出看法和建议。　　要求 :1)作者请注明职称、职务 ;2 )中英文题目要一致 ,每篇文章要有 30 0字…     

2019新型冠状病毒信息库

2019年12月在中国武汉开始爆发的新型肺炎已造成全球25个国家/地区的31516人感染、638人死亡(截止2020年2月7日16时),引起该肺炎的病毒被世界卫生组织命名为2019新型冠状病毒(2019-nCoV)。为促进2019-nCoV数据共享应用并及时向全球公众提供病毒的相关信息,国家生物信息中心(CNCB)/国家基因组科学数据中心(NGDC)建立了2019新型冠状病毒信息库(2019nCoVR,https://bigd.big.ac.cn/ncov)。该信息库整合了来自德国全球流感病毒数据库、美国国家生物技术信息中心、深圳(国家)基因库、国家微生物科学数据中心及CNCB/NGDC等机构公开发布的2019-nCoV核苷酸和蛋白质序列数据、元信息、学术文献、新闻动态、科普文章等信息,开展了不同冠状病毒株的基因组序列变异分析并提供可视化展示。同时,2019nCoVR无缝对接CNCB/NGDC的相关数据库,提供新测序病毒株系的基因组原始测序数据、组装后序列的在线汇交、管理与共享、国际数据库同步发布等数据服务。本文对2019nCoVR数据汇交、管理、发布及使用等进行全面阐述,以方便用户了解该信息库各项功能及数据状况,为加速开展病毒的分类溯源、变异演化、快速检测、药物研发以及新型肺炎的精准预防与治疗等研究提供重要基础。     

基于全基因组序列比对的枯草芽孢杆菌噬菌体侵染能力分析

目前,在美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中已报道数量众多的枯草芽孢杆菌及其噬菌体的全基因组序列,这为我们利用全基因组比对手段研究枯草芽孢杆菌噬菌体的侵染能力提供了数据基础。本研究从NCBI基因组数据库中下载具有完整序列的枯草芽孢杆菌及噬菌体的基因组及相应的蛋白质序列,利用BLAST软件进行基因组序列比对,得出枯草芽孢杆菌与噬菌体之间的关系。通过利用R语言等软件对噬菌体侵染枯草芽孢杆菌的能力进行分析。然后利用Clustalx和Treeview软件构建进化树,得出枯草芽孢杆菌之间的亲缘性关系,最后对枯草芽孢杆菌蛋白质进行COG注释。结果表明:在65株枯草芽孢杆菌噬菌体中,Bacillus_phage_SPBc2和Bacillus_phage_ph IS3501的侵染能力最强,而Bacillus_phage_phi AGATE等3株噬菌体的侵染能力较弱。在37株枯草芽孢杆菌中Bacillus subtilis ATCC 49760的易感性较强,Bacillus subtilis RO-NN-1等8株对枯草芽孢杆菌噬菌体的抗性较强。本研究利用基因组比对的方法对枯草芽孢杆菌噬菌体侵染宿主的能力以及枯草芽孢杆的蛋白质功能进行了分析,为后续进一步研究枯草芽孢杆菌噬菌体侵染能力及其蛋白质功能提供参考。     

美国计划放松管制

美国农业部(USDA)已宣布要“拆除行政障碍,加快授权对生物技术植物进行野外试验”。我们正在拟定的系统将会缩短审批时间、降低成本、鼓励生物技术革新,并将 USDA 管理部门的力量放在最复杂的领域”。副部长 Ann M Veneman 说,“我们已审批了300例大田试验。在此基础上,我们将简化审批基因工程植物大田试验的程序,同时仍将保证大田试验安全进行。按照现行条例,公司或研究者若要移栽或大田测试基因工程改造的作物,必须向美农部的动植物检疫