一种基于基因拓扑重要性的通路识别方法

癌症相关通路的识别是认识癌症发生发展过程机制的生物学基础。已有的通路识别方法很少考虑基因在通路中的拓扑重要性。重叠基因降权(PADOG)方法在基因集分析(GSA)方法的基础上融入了基因特异性的影响,提高了癌症相关通路的识别性能。为进一步提高癌症相关通路的识别性能,首先统计了KEGG通路数据集中基因出度的分布情况,根据基因出度的大小定义了基因的重要性。最后将基因的特异性和重要性融合在一起,提出了一种基于基因重要性和特异性的通路分析方法 PAGIS。在结肠癌、肺癌和胰腺癌3个数据集上的实验结果表明,PAGIS方法比PADOG能够提高很多癌症相关的排名,从而提高癌症相关通路的识别效果。     

HBV感染者肝细胞样本的关键基因和信号通路的生物信息学挖掘

为探究乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus,HBV)感染后肝细胞基因表达和信号通路的改变情况,从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中下载了HBV感染者肝细胞样本制作的基因表达谱数据集GSE83148,进行质量检测、数据标准化后筛选出差异表达基因,进一步做GO和KEGG富集分析以及基因网络相互作用分析,筛选关键基因和信号通路。从HBV感染样本中筛选出fold change≥2,p-value0. 05的上调差异表达基因44个,GO分析获得关键基因BAK1和TP63,差异表达基因网络互作获得5个位于枢纽位置的基因:NDUFS1、NDUFS2、COX7B、ATP5B、OPA1。KEGG分析获得关键信号通路有:乙型肝炎信号通路、病毒癌变信号通路、Fox O信号通路、PI3K-Akt信号通路。本研究筛选出的多数基因与线粒体和氧化呼吸链有关,造成这一现象的具体机制还需进一步探究。     

基于随机森林的胃癌微阵列数据基因通路分析

将研究重点从单个基因转移到基因信号通路,结合随机森林与信号通路分析了一组胃癌微阵列数据。通过研究基因在通路中的情况以及通路中的基因对胃癌肠型、弥漫型和正常组织样本的分类能力,扩展了随机森林在生物学中的应用,为胃癌的研究提供了新的思路。     

一种优化的生物数据多层关联规则挖掘算法

关联规则挖掘技术是寻找基因间关系的有效手段,但现有算法未针对高通量生物数据的特点进行优化,而存在着效率低下等缺点。提出的MAGO-FP算法,使用Gene Ontology(GO)的概念分层结构,通过对FP-Growth算法的扩展,具有一定的性能优势。在此基础上,应用该算法分析了一组由S.cerevisiae酵母菌cDNA微阵列芯片产生的实验数据,发现了一些候选关联规则。并针对其中一些重要的关联规则,通过相关文献证实了其真实性,表明该算法在基因表达分析等研究中具有应用价值。     

FmJAZ1基因瞬时侵染水曲柳对 JA通路相关基因表达的影响

该文对水曲柳JAZ蛋白家族的一员FmJAZ1的功能及对其上下游基因影响进行了初步分析。首先,利用无缝克隆的方法构建FmJAZ1-pROK2-GUS过表达载体,利用三亲杂交的方法将载体转入农杆菌;然后,使用农杆菌对水曲柳组培苗进行瞬时侵染,得到FmJAZ1过表达的侵染苗;最后,在侵染后36 h使用茉莉酸合成途径抑制剂(DIECA)对侵染苗进行处理,分别取0、1、3、6、18、21、24 h七个时间点的样品,通过荧光定量PCR对FmJAZ1、FmJAZ2、GL1、EIN3、MYC2 5个基因的表达进行了分析。结果表明:农杆菌瞬时侵染水曲柳幼苗后,FmJAZ1表达显著升高,为空载侵染的3.2倍,说明FmJAZ1瞬时转入水曲柳并完成基因表达,侵染有效。经过DIECA处理的侵染苗FmJAZ1的相对表达量初期下降并出现明显波动,18 h后恢复平稳,证明它是JA通路的作用基因。同时检测了4个JA通路相关基因的表达,在1 h时JAZ2、GL1表达下调,其余均有轻微上调,随后各基因表达均有上调。FmJAZ1瞬时转化水曲柳后FmJAZ1过表达,说明瞬时侵染有效; DIECA处理后FmJAZ1表达显著下调说明FmJAZ1的合成受JA调控。在水曲柳中,FmJAZ1抑制转录因子GL1、EIN3、MYC2、FmJAZ2的表达,且FmJAZ2的合成也受JA调控。综上结果表明,JAZs不仅调节JA通路的关键蛋白,还参与其他信号通路的调节,最终通过体内JA的表达与其他相关信号分子的协同表达来调节植物的生长发育及其对应激的反应。     

白细胞介素-1通过JNK信号通路调控Schlafen2基因的表达

目的：在多效生长因子（Ptn）基因稳定沉默的小鼠胚胎成纤维细胞Ptn-siRNA B/MEF241中,研究白细胞介素-1（IL-1）调控Schlafen2（Slfn2）基因表达的机制。方法：应用Northernblot检测Ptn沉默细胞Ptn-siRNAB/MEF241处于不同生长密度时Slfn2基因的表达变化,以确定Ptn沉默细胞中Slfn2基因的表达是否受到某种分泌性细胞因子的调控;用不同浓度的IL-1α中和抗体及IL-1受体拮抗剂处理Ptn沉默细胞,通过Northern blot检测细胞内Slfn2表达的抑制情况;用不同浓度的IL-1α中和抗体及IL-1受体拮抗剂处理Ptn沉默细胞不同时间,通过Western blot检测细胞中JNK磷酸化水平;Northern blot检测SP600125（JNK/MAPK通路抑制剂）对Ptn沉默细胞中Slfn2基因表达的影响。结果：Ptn沉默细胞中Slfn2基因的表达水平同细胞密度相关;用中和抗体和受体拮抗剂阻断IL-1通路,Slfn2表达受到显著抑制;IL-1受到抑制会影响JNK通路的活化;阻断JNK通路,Slfn2的表达受到显著抑制。结论：IL-1可以通过JNK通路诱导Slfn2的表达。     

cDNA微阵列技术分析NAG7基因对鼻咽癌细胞基因表达谱的影响

运用cDNA微阵列技术分析NAG7基因重表达对HNE1细胞基因表达谱的影响.抽提HNE1细胞和pcDNA3.1(+)/NAG7/HNE1细胞总RNA,分离polyA mRNA,将mRNA逆转录为cDNA,并在逆转录过程中用³³P-dATP进行标记,与含有16 150个基因和表达序列标签(EST)的cDNA表达阵列膜杂交,获得基因表达图谱.Array Gauge软件分析NAG7基因的重表达所导致的鼻咽癌细胞HNE1基因表达谱改变,并用RNA印迹对微阵列杂交结果进行验证.结果分析表明,2倍以上的差异表达基因或EST 179个,其中表达上调的91个,表达下调的88个;已明确基因表达产物的上调基因29个,下调基因37个.在差异表达基因中,涉及基因转录调控、信号转导、细胞生长、细胞代谢和细胞凋亡等基因.RNA印迹证实生长阻滞特异蛋白1（gas 1）基因表达上调.特别值得关注的是, 先前的蛋白质组研究结果亦发现NAG7基因可导致生长阻滞特异蛋白1表达上调,说明gas 1基因在NAG7重表达的HNE1细胞中具有重要作用,这为深入研究NAG7基因的作用环节和机理提供了重要的线索.     

DNA芯片技术中利用内标对数据归一化后检测基因的表达变化

在DNA芯片技术中 ,通过反转录反应 ,由mRNA合成带有荧光标记物的cDNA的过程中 ,往往要参入已知质量的poly(A) + RNA ,以对DNA芯片的检测灵敏度进行归一化处理 .通过体外转录的方法 ,以真核生物的cDNA克隆中的DNA片段为模板合成poly(A) +RNA ,对之定量后 ,以不同的质量比参入到样品的反转录体系中 ,代表不同的RNA拷贝丰度 ,从而对DNA芯片检测的灵敏度进行了定量 ,并得到DNA芯片上杂交点的荧光信号强度与基因表达的RNA拷贝数成正相关的关系 .利用含有内标的DNA芯片检测了热击反应后酵母细胞的基因表达变化 ,结果与Northern印迹方法检测结果是相符的     

Affymetrix基因表达谱芯片在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间差异表达基因筛选中的运用

目的:运用基因表达谱芯片筛选并分析新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间的差异表达基因。方法:收集我院2014年1月至2016年6月间行手术切除的维吾尔族与汉族胰腺导管细胞癌组织并提取总RNA,选取经Nanodrop 2000与Agilent 2100仪器质检合格的样本总RNA采用Affymetrix基因表达谱芯片筛选出差异表达基因并绘制统计图,运用基因本体(GO)分析及信号通路(Pathway)分析对这些差异表达基因的生物信息进行汇总分析。结果:通过基因表达谱芯片分析,新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间共检测到1063个基因存在差异表达,在维吾尔族胰腺癌标本中显著上调表达的基因共281个,差异表达倍数最高的为IGLV1-44基因(差异倍数:9.99)下调表达的基因共782个,差异表达倍数最高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);在Gene Ontology数据库中共检索到815个上述差异表达基因具有明确的GO分类,差异表达倍数最高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);Pathway分析中共检测到30条信号通路包含有上述差异表达基因,共涉及196个基因,其中以FAK信号通路差异表达基因富集程度最高,差异表达倍数最高的基因为COL11A1基因(差异倍数:5.02)。结论:基因表达谱芯片分析结果显示,在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间存在大量的差异表达基因,这些基因与胰腺癌的增殖分化、侵袭转移及多药耐药等特性密切相关,且参与了多条生物体内重要信号转导通路的调控。