动态网络模块分析丹酚酸B治疗冠心病作用机制

丹酚酸B是丹参治疗冠心病的主要活性成分之一,具有良好的防治冠心病疗效.通过数据库检索及药效团筛选确定了丹酚酸B的作用靶点,根据靶点蛋白相互作用信息构建其静态蛋白相互作用网络,并整合冠心病表达谱构建疾病和正常状态下的共表达蛋白相互作用网络.采用基于边聚类的快速模块识别算法FAG-EC对疾病状态的共表达网络进行模块分析和GO富集分析,然后将获得的功能模块映射到正常状态下的共表达网络,获得相对应的功能模块,并对不同状态下的功能模块进行对比分析,揭示模块在不同状态下动态变化信息;基于模块功能分析,结果显示,丹酚酸B主要通过调节免疫/炎症反应、凝血、血液循环、花生四烯酸代谢、成纤维细胞生长因子受体信号传导途径、肾素-血管紧张素系统、脂质代谢以及基础代谢等途径达到治疗冠心病的效果.     

基于模块统计模型在蛋白质表达谱分析中的比较与应用

在蛋白质组学研究中,差异表达分析能够帮助寻找与疾病相关的重要蛋白和生物标志物。目前广泛应用的差异表达分析方法大多是在单蛋白水平进行的,但是很多复杂疾病或者表型是由一些关键模块或通路上多个蛋白的微弱变化累加所致。本研究中,我们比较评估了5种基于模块的差异表达统计学方法,这些方法相比单蛋白差异表达分析方法,应该能够找到更多跟癌症相关的功能模块。通过模拟数据集的评估结果表明,基于Mean的方法在不同的模拟数据集中都展现了较好的统计效力,L2Norm、GM和FM 3种方法的统计效力基本相同,而WKS的统计效力较差。此外,我们将5种方法应用到结直肠癌患者样本蛋白质表达谱数据分析中。结果显示,单蛋白水平差异分析方法和基于模块的统计分析方法都找到了跟端粒酶相关的功能模块,而基于5种方法综合排名的结果找到了更多与癌症密切关联的途径,包括p53调节的内源性细胞凋亡的功能模块。     

蛛丝蛋白MiSp重组模块R1R2CT表达及其纤维化动力学研究

为探索蛛丝蛋白模块单元在成丝过程中的作用,研究了大腹园蛛Mi Sp R1R2CT功能模块在不同p H条件下的纤维化动力学特性。大腹园蛛Mi Sp蛋白的R1R2CT功能模块与硫氧还蛋白融合,并在BL21(DE3)中进行表达,表达量约为15 mg/L LB培养基。R1R2CT蛋白在p H 7.5和6.5时较为稳定,在22 h之内不发生纤维化;当p H值降至5.5时,R1R2CT在前2 h内快速纤维化,3~5 h趋势较为平缓;5 h之后R1R2CT蛋白再次出现Th T信号的快速增长,7 h后保持缓慢增长至22 h。R1R2CT的增长速率及幅度高于单独的CT(C-terminal)蛋白,而单独的R1R2在p H 7.5、6.5和5.5时均保持稳定,表明重复区依赖CT模块的快速纤维化模式。已有研究表明,CT在重复区纤维化过程中起晶核作用,该成果也从反面证实CT的晶核理论。     

与实验条件相关的基因功能模块聚类分析方法

针对细胞内基因功能模块化的现象,定义了“基因功能模块”和“特征功能模块”两个概念,并基于这两个概念提出一种“与实验条件相关的基因功能模块聚类算法”。该算法综合利用基因功能知识与基因表达谱信息,将基因聚类为与实验条件相关的基因功能模块。向基因表达谱中加入水平逐渐升高的数据噪音,根据基因功能模块对数据噪音的抵抗力,确定最稳定的基因功能模块,即特征功能模块。加噪音实验显示,在基因芯片技术可能发生的噪音范围内,该算法对噪音的稳健性优于层次聚类和模糊C均值聚类。将模块聚类算法应用在NCI60数据集上,发现了8个与实验条件高度相关的特征功能模块。     

巧用PowerBuilder的数据管道

利用PowerBuilder可以开发各种实用的管理信息系统,查询模块是系统功能模块中重要的组成部分,本文通过介绍学生档案管理系统的学生信息查询模块,提供了一种通用查询模块的编程方法及技巧。     

采用基于Gene Ontology的聚类方法研究白血病的遗传异质性

采用基因表达谱可以研究基因功能模块与疾病异质性之间的关系.根据两套白血病基因表达谱数据,将富集高变异基因的Gene Ontology基因功能模块作为特征功能模块,将疾病样本聚为两类.通过对比原始多类标签,采用聚类评估指标来分析两类化聚类结果的效果,并探讨特征功能模块与疾病异质性之间的关系.实验结果显示:在两套不同的白血病基因表达谱数据中得到的特征功能模块类似,它们对白血病亚型有较强的分型能力.     

基于蛋白质互作网络挖掘自闭症谱系障碍的功能模块与核心基因

自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)是一种具有高遗传性、临床异质性和生物复杂性的神经行为障碍类疾病。为挖掘ASD发生发展过程中的功能模块与核心基因,本文从自闭症谱系障碍疾病数据库获取ASD相关基因;利用STRING数据库构建ASD相关基因的蛋白质互作网络;通过MCODE算法对蛋白质互作网络进行模块分析并筛选核心基因;最后对各功能模块进行KEGG通路分析,根据富集到的通路类别评估功能模块之间的相互作用。结果显示, 3个疾病基因数据库筛选出182个共有基因,构建的蛋白质互作网络包含171个节点和1 041条边,其中NRXN1、GRIN2B、GRIN2A、DLG4、NLGN3、MECP2、CNTNAP2、BDNF、NLGN4X、FMR1等23个基因具有较高的连通度(degree)。从蛋白质互作网络中分析得到5个功能模块,包括68个核心基因。KEGG富集分析发现功能模块参与多个生物学通路,包括细胞黏附分子、钙离子通路、神经活性的配体-受体相互作用、多巴胺能神经突触等。分析结果提示,挖掘的ASD功能模块和核心基因大多集中在神经元活动、信号分子和信号传导等,且各模块相互作用共同影响ASD的发生发展。     

根据基因功能表达谱研究抑郁症模型及安佳欣胶囊的抗抑郁症机制

由基因芯片检测正常大鼠、模型大鼠和服用安佳欣胶囊进行治疗后的大鼠各8例的基因表达谱,在正常组和模型组之间,筛选得到207个差异表达基因和25个差异表达基因功能模块,在模型组和给药组之间,筛选得到860个差异表达基因和24个差异表达基因功能模块。比较两次结果,得到信号传导通路、蛋白质转运等价相同的功能模块,预测此功能模块可能为安佳欣胶囊发挥抗抑郁作用的一部分靶点。在这9个模块中寻找在模型组出现差异表达而在给药组表达趋于正常水平的基因,从基因水平分析药物的治疗机制。     

合浦珠母贝海洋酸化和温度胁迫下基因共表达网络分析

利用共表达网络分析法(WGCNA)筛选出合浦珠母贝外套膜在高温胁迫下影响显著的1个响应基因模块和海水酸化胁迫下的5个响应基因模块,并对模块中包含的基因进行功能富集;分析贝壳蛋白与模块其他基因的关联性,构建矿化基因的应激网络。高温显著响应模块基因富集结果显示细胞骨架蛋白发生了显著的变化,如ARHGEF4、SAP和myosin。酸化应答模块共5个,响应的基因包括呼吸相关的血红素A合成酶、芳香族氨基酸代谢相关的酶、钙粘蛋白和血小板反应蛋白等。另外,高温应答模块聚集了最多矿化基因,包括MSI、Tyrosinase、Fibronectin-like protein等重要的矿化基因,说明这些矿化基因对温度较为敏感。构建基因共表达网络的结果显示钙离子结合蛋白、细胞骨架蛋白、蛋白质糖基化相关的基因关系密切。     

“动物实验室管理系统”软件的构建及功能

根据动物实验室管理信息的规范化、科学化要求,结合实际工作经验,作者设计了9个功能模块、一个基础模块和一个系统模块,基本涵盖了动物实验室全部工作,初步构建起动物实验室管理系统,并简要介绍了其主要功能及技术特点,对其优点及目前的不完备性进行了讨论。     

福鼎大白茶蛋白质相互作用网络研究

蛋白质相互作用网络的构建可以为探究茶树生长过程中的关键蛋白并预测其功能提供理论参考。以贵州都匀地区福鼎大白茶为研究对象,利用三代Nanopore测序技术和同源比对方法构建福鼎大白茶根、茎、叶差异基因蛋白质相互作用网络,通过网络进一步预测关键蛋白及其功能。结果表明,叶与根、叶与茎、茎与根和根茎叶差异基因蛋白质相互作用网络中的关键蛋白分别为53、39、42和53个,并且预测出了关键蛋白的功能,如TEA003744的功能可能为腺苷酸激酶活性、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性和ATP结合,参与光合作用和蛋白质磷酸化过程;TEA026776可能为发育蛋白,参与细胞分化过程和蛋白质磷酸化过程,还具有ATP结合活性和蛋白激酶活性;TEA019056的功能可能为ATP结合、GTP结合和GTP酶活性,参与过氧化物酶体组织的组成和蛋白质磷酸化等。随后预测出4个网络中打分最高功能模块的功能,并进行拓扑属性分析、功能模块分析、集群注释和聚类分析。研究结果可为鉴定蛋白质的功能、寻找关键蛋白及选育优良品种等提供理论依据。     

PDZ支架蛋白 PDZK1通过PDZ1与PDZ3结构域与磷脂酶Cβ2羧基末端PDZ结合模块相互作用

磷脂酶C β (PLCβ)在G蛋白偶联受体 (GPCR)介导的细胞信号转导中发挥重要作用. 通过水解磷脂酰肌醇4,5二磷酸 (PIP2),磷脂酶C β可以产生3种重要的第二信使分子：二乙酰甘油 (DAG)、三磷酸肌醇 (IP3)和质子. 在果蝇中,磷脂酶C β通过它的羧基末端盘状同源区域结合模块 (PBM)与盘状同源区域 (PDZ)支架蛋白-失活无后电位D蛋白 (INAD)相互作用,从而调节果蝇的光信号传导 . 在哺乳动物中,磷脂酶C β家族有4个亚型,每1个亚型的羧基末端都有1个典型的盘状同源区域结合模块. 这一结构特点提示我们,磷脂酶C β可能通过其羧基末端的盘状同源区域结合模块与盘状同源区域支架蛋白相互作用,进而调节它们自身的细胞定位和功能. 然而,目前仍对哺乳动物磷脂酶C β家族的盘状同源区域结合蛋白知之甚少. 本文运用分析型凝胶过滤和等温滴定量热技术,系统地研究了不同磷脂酶Cβ亚型的羧基末端盘状同源区域结合模块与不同盘状同源区域蛋白质的结合. 结果表明,磷脂酶Cβ2的羧基末端盘状同源区域结合模块,可以特异地与含有4个盘状同源区域的支架蛋白-盘状同源区域蛋白1 (PDZK1）以2∶1的方式相互结合. 进一步的测定显示,磷脂酶C β2羧基末端盘状同源区域结合模块在盘状同源区域蛋白1上的结合位点为第1和第3个盘状同源区域,而它们与磷脂酶Cβ2的解离常数分别为11.8±3.4 μmol/L 和33.3±8.7 μmol/L.     

DTI和功能磁共振成像对精神分裂症患者脑功能连接强度的临床研究

摘要 目的：探讨DTI和功能磁共振成像对精神分裂症患者脑功能连接强度的临床研究。方法：选取2017年9月-2021年3月在我院精神科就诊的精神分裂患者96例。将纳入的96例患者作为精神分裂组,选择同时期招募的96例健康志愿者作为对照组。使用FMRIB软件库进行结构数据预处理和脑解剖网络构建,并进行相关的分析。结果：精神分裂组较对照组枕叶模块功能连接强度增强,较对照组皮质模块和额顶叶模块功能连接强度减弱（P<0.05）,精神分裂组与对照组的默认模块和中央模块功能连接强度比较无差异（P>0.05）。精神分裂组与对照组各模块的结构连接强度比较无差异（P>0.05）。精神分裂组较对照组默认模式模块和中央模块的结构-功能连接程度增加,精神分裂组较对照组枕叶模块和皮质模块的结构-功能连接程度降低（P<0.05）,额顶叶模块结构-功能连接程度两组比较无差异（P>0.05）。在精神分裂症组中,枕叶模块的结构-功能连接评分与疾病持续时间（r=-0.528,P=0.006）和PANSS总体症状相关（r=-0.174,P=0.003）,皮质模块的结构-功能连接评分也与PANSS整体症状（r=-0.405,P=0.034）显著负相关。皮质模块的结构-功能连接评分与疾病持续时间之间显著负相关（r=-0.336,P=0.029）。结论：精神分裂症患者的脑功能连接强度（功能模块水平上结构-功能耦合）发生改变,其结构-功能耦合的畸变与精神分裂症的临床特征相关。     

肥胖者脂肪组织中TNF-α表达与脂肪细胞大小的相关性分析

目的探讨肥胖者网膜脂肪和皮下脂肪两处肿瘤坏死因子-α(TNF-α)蛋白的表达与脂肪细胞大小的相关性。方法选取正常体重者16名,中心型肥胖者32名拟行外科手术患者,术中取出网膜脂肪和皮下脂肪标本,测定脂肪细胞大小,采用western blot方法测定TNF-α蛋白表达。结果肥胖者网膜脂肪和皮下脂肪两处TNF-α蛋白的水平均比正常体重对照组表达高(P<0.01),肥胖者网膜脂肪组织TNF-α蛋白表达高于皮下脂肪(P<0.05),同时研究发现肥胖者皮下脂肪细胞和网膜脂肪细胞大小均明显大于正常体重组(P<0.05),且肥胖者网膜脂肪和皮下脂肪两处脂肪组织TNF-α蛋白表达与脂肪细胞大小呈正相关(网膜:r=0.808,P<0.01;皮下:r=0.452,P<0.05)。结论肥胖者网膜脂肪和皮下脂肪细胞增大,在肥胖相关胰岛素抵抗的发生中起到了重要的作用。     

细胞黏附分子互作网络的构建与分析

借助网络分析可对基因调控、蛋白质互作和信号转导等细胞活动进行全局和局部性质分析.以细胞黏附的蛋白质相互作用为对象,通过数据挖掘和可视化软件构建了整合蛋白介导的黏附分子互作网络,该分子互作网络由156种蛋白质通过690种相互作用相连,其平均节点度为8.66、平均聚集系数为0.24,平均路径长度为2.6.黏附分子互作网络中包含数个功能模块,这些模块涉及网络内部多种分子相互作用的启动与停止,并进一步影响细胞的黏附、迁移和骨架组织.对黏附分子网络进行模体筛选和比较,发现一些数量相对较少、以三元复合物为主要结构的关键模体,同时对各网络模块和模体对细胞黏附的调控作用进行了探讨.     

棉花抗逆相关基因GhDr1的克隆及生物信息学分析

通过TAIL-PCR的方法从棉花中克隆到未知功能的新基因GhDr1,生物信息学分析结果表明,GhDr1的预测蛋白含有酪氨酸激酶和蛋白酶C磷酸化位点、潜在的锌指类功能模块、MAPK磷酸化位点及MAPK相互作用识别位点;与GhDr1同源基因位于同一基因簇的基因多为参与逆境信号转导的蛋白。推测GhDr1基因可能在逆境信号转导途径的磷酸化级联反应中被调节,参与棉花逆境应答的生理过程。     

基于蛋白互作网络识别非小细胞肺癌相关基因功能模块

本研究对非小细胞肺癌(non-small cell lung carcinoma,NSCLC)基因表达数据进行差异表达分析,并与蛋白质相互作用网络(PPIN)数据进行整合,进一步利用Heinz搜索算法识别NSCLC相关的基因功能模块,并对模块中的基因进行功能(GO term)和通路(KEGG)富集分析,旨在探究肺癌发病分子机制。蛋白互作网络分析得到一个包含96个基因和117个相互作用的功能模块,以及8个对NSCLC的发生和发展起到关键作用候选基因标志物。富集分析结果表明,这些基因主要富集于基因转录催化及染色质调控等生物学过程,并在基础转录因子、黏着连接、细胞周期、Wnt信号通路及HTLV-Ⅰ感染等生物学通路中发挥重要作用。本研究对非小细胞肺癌相关的基因和生物学通路进行预测,可用于肺癌的早期诊断和早期治疗,以降低肺癌死亡率。     

光遗传学技术在调控细菌生命活动中的应用

光遗传学技术利用光作为输入信号,能够精准地调控细胞的生理功能,同时具有高度的时间和空间特异性,使得构建高度动态的调控系统成为可能.近年来,随着新型光敏蛋白的发现和光照系统的创新,基于光遗传学技术的光控系统的效率得到了显著提高.通过合成生物学方法构造各种生物回路,光控系统在细菌中的应用也日益广泛.将光控系统作为输入模块,与其他生物功能模块相结合,能够实现对基因表达、蛋白质活性以及细菌生理功能的调控.本文主要介绍光遗传学技术的基本原理及其在合成生物学和调控细菌生命活动方面的应用.     

基于共表达网络和蛋白互作分析挖掘小麦赤霉病抗性相关核心蛋白

高通量蛋白组学技术能够鉴定小麦特定组织的蛋白表达水平,对小麦穗轴混池蛋白组学分析得到的632个差异表达蛋白数据进行共表达网络分析,同时筛选显著表达模块进行蛋白质互作分析,以期挖掘出与小麦赤霉病抗性相关的蛋白。WGCNA分析结果共构建了12个表达模块,其中模块6与赤霉病抗病呈极显著相关,模块8显著相关。蛋白互作网络分析筛选到7个候选蛋白,分别为参与毒素降解的GST （glutathione S?transferase）和AdoMet?MTase（S?adenosylmethionine?dependent methyltransferase）,参与光合作用的IM30（membrane?associated 30 Da, chloroplastic）、PnsL2（photosynthetic NDH subcomplex L 2）和PPL1（PsbP?like protein 1）,以及抗逆相关的UCHL（ubiquitin carboxyl?terminal hydrolase）和MetAP2（methionine aminopeptidase 2）。这些蛋白可能在赤霉病抗、感病响应中具有重要作用,值得进一步研究。     

miR396-GRF模块: 水稻分子育种的新资源

籽粒大小与颖花数量是影响水稻(Oryza sativa)产量的重要因素。miR396-GRF模块在拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻等植物的营养器官和花器官生长发育过程中扮演着多面角色。最近, 中国科学家在miR396-GRF模块调控水稻籽粒大小和穗粒数的分子机理研究方面取得了突破性进展。