PCA 和PLS 应用于胃癌亚型分类研究

文章研究了基于微阵列基因表达数据的胃癌亚型分类。微阵列基因表达数据样本少、纬度高、噪声大的特点,使得数据降维成为分类成功的关键。作者将主成分分析(PCA) 和偏最小二乘（PLS）两种降维方法应用于胃癌亚型分类研究,以支持向量机（SVM）、K- 近邻法（KNN）为分类器对两套胃癌数据进行亚型分类。分类效果相比传统的医理诊断略高,最高准确率可达100%。研究结果表明,主成分分析和偏最小二乘方法能够有效地提取分类特征信息,并能在保持较高的分类准确率的前提下大幅度地降低基因表达数据的维数。     

基于模拟退火算法的高分辨率蛋白质质谱数据特征选择

蛋白质质谱技术是蛋白质组学的重要研究工具,它被出色地应用于癌症早期诊断等领域,但是蛋白质质谱数据带来的维灾难问题使得降维成为质谱分析的必需的步骤。本文首先将美国国家癌症研究所提供的高分辨率SELDI—TOF卵巢质谱数据进行预处理;然后将质谱数据的特征选择问题转化成基于模拟退火算法的组合优化模型,用基于线性判别式分析的分类错误率和样本后验概率构造待优化目标函数,用基于均匀分布和控制参数的方法构造新解产生器,在退火过程中添加记忆功能;然后用10-fold交叉验证法选择训练和测试样本,用线性判别式分析分类器评价降维后的质谱数据。实验证明,用模拟退火算法选择6个以上特征时,能够将高分辨率SELDI—TOF卵巢质谱数据全部正确分类,说明模拟退火算法可以很好地应用于蛋白质质谱数据的特征选择。     

面孔吸引力加工的功能磁共振成像

西方面孔吸引力研究发现, 眶额皮层(OFC)的激活.面孔吸引力判断受个体爱情经
历影响, 但已有的研究没有根据被试的爱情经历分组, 探讨有无爱情经历对吸引力判断的
影响. 本研究选择18 名无异性朋友大学生和8 名有异性朋友大学生2 组被试, 对面孔图片
进行性别判断. 运用功能磁共振成像(fMRI)采集图像, 按照吸引力分类处理, 进行主效应、
交互作用、简单效应及组间的详细统计分析. 探讨面孔吸引力的加工脑区及不同爱情经历者
是否都激活OFC 脑区. 结果显示, 无异性朋友组面孔吸引力主效应激活前扣带回皮质、梭
状回、额中回和额下回区域, 但并没有OFC 的激活; 有异性朋友组高吸引力面孔和低吸引
力面孔都激活右侧OFC 上部. 男女图片均激活右侧前扣带回, 女性比男性图片额外激活右
侧OFC 上部. 结果表明, 前扣带回皮层对面孔美与不美的感知起关键作用; OFC 的激活不
受面孔吸引力性质影响, 高与低吸引力都能激活OFC; 右侧OFC 上部与爱情经历有关.     

脉络膜黑色素瘤miRNA 表达谱的初步研究

初步建立人脉络膜黑色素瘤的miRNA 表达谱, 并探讨相应的miRNA 在该疾病
中的功能, 为阐明脉络膜黑色素瘤发病机制寻求有效的治疗途径提供理论和实验依据.
利用miRNA 微芯片技术检测脉络膜黑色素瘤的has-miRNA 表达谱, 将4 例人脉络膜黑色
素瘤组织总RNA 分别与4 例健康人脉络膜组织对比, 筛选has-miRNA 表达情况. 根据生
物信息学的有关方法处理芯片实验数据, 筛选出共同差异表达的候选has-miRNA. 采用实
时定量PCR 的方法, 验证各候选has-miRNA 的表达情况. 将芯片和RT-PCR 两种方法结
论一致的候选hsa-miRNA确定为有意义的共同差异表达has-miRNA. 运用miRNA芯片技
术, 发现人脉络膜黑色素瘤组织中miRNA-20a, miRNA-106a, miRNA-17, miRNA-21,
miRNA-34a 明显上调表达, miRNA-145 和miRNA-204 明显下调表达. 在4 例脉络膜黑色
素瘤中, miRNA-20a, miRNA-106a, miRNA-17, miRNA-21, miRNA-34a 明显表达上调,
miRNA-145 和miRNA-204 明显表达下调. 脉络膜黑色素瘤有差异表达的miRNA 为研究
肿瘤的发生机制研究提供了诊断和治疗的新思路.     

笛鲷属鱼类DNA 分子条码、系统进化和成种机制

对20 种笛鲷鱼类的72 条DNA 条码进行聚类分析, 筛选出采自南海的13 种笛鲷鱼
类的典型样本; 利用这13 个典型样本的线粒体DNA 的3 个基因(COⅠ, COⅡ和Cytb)全序列
和核DNA 的2 个基因(RAG1 和RAG2)的部分序列组合而成的5389 bp, 对这13 个物种进行了
系统进化关系的推测. 数据表明, 分子进化关系与基于Allen 的形态学分类系统所强调的体
色、体侧带型特征相关性明显. 分布在浅水的黄体笛鲷(Lutjanus kasmira, L. bengalensis 和L.
quinquelineatus)和分布在深水的红体笛鲷(L. malabaricus, L. erythropterus 和L. sebae)分别聚在
一起, 因此推测, 作为缺乏地理隔离的岩礁鱼类, 笛鲷的成种机制可能是通过体色与视觉系
统同步分化驱动物种分化.     

副猪嗜血杆菌ompP2 基因的结构特征及其与毒力的联系

副猪嗜血杆菌ompP2 基因存在两种结构类型, 但其生物学意义人们还不清楚. 本实验
旨在进一步分析副猪嗜血杆菌ompP2 基因的结构特征并研究其与毒力的联系. 测序结果表明,
与参考菌株血清1, 3, 6, 7, 8, 9, 11 型相比, 19 株临床分离株及血清型2, 4, 5, 10, 12, 13, 14, 15 的
参考菌株的ompP2 基因存在两处连续碱基缺失, 分别位于450~524 和770~844 bp 范围内, 共
计100 bp 左右, 对81 株临床分离株的PCR 检测进一步证实此结果. 序列分析发现, 由于碱基
的连续缺失导致ompP2 基因表面暴露环减少一个, 但却使暴露于膜外的抗原决定簇个数增加,
并且临床分离株和所有毒力参考菌株中均有一个相同的、无毒菌株所没有的膜表面抗原决定簇
VTDQ(K)ALGVGL, 提示暴露于膜外的抗原决定簇可能与毒力相关. 构建两种基因结构类型
的真核表达载体转染Marc145 细胞, 结果显示碱基缺失的血清5 型ompP2 基因编码蛋白的细
胞毒性显著强于血清11 型, 首次证明ompP2 基因结构特征与毒力的关系.     

apamin 对日龄雏鸡长时记忆的影响

日龄雏鸡的一次性被动回避学习任务模型被广泛应用于记忆机制研究, 具
有多方面的优势和便利性. apamin 是SK 通道(钙离子激活的小电导钾离子通道)的一
种选择性阻断剂, 以往研究显示其可能增进记忆. 但人们对其作用机制的了解不是很
充分. 使用颅内微量注射方法, 在雏鸡中枢记忆相关核团IMM 施加apamin, 研究其
对记忆形成和保持的影响. 实验结果显示, 雏鸡在弱刺激条件下的被动回避任务中本
不能形成稳定的长时记忆, 但在训练前短时间内或训练后立即注射适量apamin, 可
以易化长时记忆的形成. 然而, apamin 对记忆随时间衰退的过程几乎没有影响, 即对
记忆保持没有增进作用. 此外, 在左、右脑IMM 单侧注射apamin 都可促进记忆形成,
但所需剂量高于双侧注射时, 且在左侧产生效应的时间早于右侧, 这体现了两侧
IMM 在记忆加工中作用的不对称性. 这些结果提示, apamin 可能通过阻断中枢记忆
相关核团内的SK 通道, 影响由训练诱发的、与记忆形成有关的某些分子或细胞事件,
在一定程度上起到改善记忆的作用.     

深度学习方法在生物质谱及蛋白质组学中的应用

深度学习是近年来机器学习领域最热门的研究方向,尤其是在图像及语音识别、自然语言处理、自动驾驶等方面取得了突破性进展．生物质谱是当今生命科学领域重要的研究工具,尤其在蛋白质组学、代谢组学、生物制药等领域发挥着关键作用．近年来,基于深度学习方法的发展,以生物质谱为核心的蛋白质组学大数据分析将迎来发展新契机．本文综述了深度学习方法在生物质谱数据解析及蛋白质组学研究方面的最新应用．     

基于机器学习的环氧合酶-2抑制剂分类模型的构建

摘要 目的：构建环氧合酶-2（Cyclooxygenase-2,COX-2）抑制剂分类模型,用以筛选和优化COX-2抑制剂。方法：基于八种机器学习算法构建模型,比较不同模型的预测性能,筛选出最优模型后利用Y随机验证法对其进行测试,最后运用SHAP（Shapley Additive eXplanation）算法对最优模型进行可解释性分析。结果：八种不同模型的性能比较结果显示,基于随机森林算法建立的模型最优,其预测准确率、平衡准确率、马修斯相关系数、特征曲线下面积和F1分数（分别为0.893、0.825、0.673、0.909和0.933）最高;Y随机验证结果表明最优模型的预测结果并非偶然;此外,通过SHAP算法挖掘出20个最有可能影响COX-2抑制剂活性的结构片段。结论：本研究为新型COX-2抑制剂的开发提供理论依据,可供本领域其他研究人员对先导化合物进行优化或设计更好的COX-2抑制剂。     

马立克氏病病毒编码的microRNA: 从基因组学到功能研究

microRNA 在多种生物学过程中发挥重要的基因转录后调控功能. 近期发现, 疱疹病
毒也编码大量的miRNA. 对包括马立克氏病病毒在内的疱疹病毒编码miRNA 的初步研究表
明, 它们可能在病毒复制、潜伏感染、细胞转化及肿瘤发生发展中发挥重要调控作用. MDV 是
疱疹病毒甲亚科的重要成员, 其感染自然宿主鸡后可诱发典型的马立克氏病, 该病可用抗病毒
疫苗有效预防, 这是目前已知肿瘤病中第一个可用疫苗预防的病毒性肿瘤病. 因此, MDV 感染
对于研究miRNA 调控肿瘤发生和发展的生物学、遗传学及免疫学等都提供了极好的动物模型.
本文综述了MDV 编码miRNA 的发现与鉴定、基因组结构、表达谱及功能研究的进展, 并探
讨了今后深入研究其生物学功能的技术及前景.     

淫羊藿属植物的数量分类学研究

通过观测淫羊藿属植物的30个质量性状和15个数量性状,利用聚类分析和主成分分析的方法研究淫羊藿属属下类群的分类关系。结果表明:(1)聚类分析结果将淫羊藿属中国种类划分为大花类群和小花类群,支持Stearn对Sect.Macroceras、Sect.Polyphyllon和Subg.Rhizophyllum的处理,但认为Sect.Epimedium的分类地位尚需进一步探讨。(2)主成分分析结果显示,性状的累积贡献率不是很高,前3个主成分累积贡献率为51.86%,这可能与本属植物演化过程中性状变异的多样化和复杂化相关,但由主成分分析的结果仍可以看出中国种类被划分为大花类群和小花类群。研究认为,花瓣与内萼片长度比、花瓣是否具距、萼片轮数等作为主成分反映的性状对淫羊藿属分类具有重要价值。     

类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)蛋白质组学研究中三种蛋白提取方法的比较分析

【目的】革兰氏阳性类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）本身细胞壁的结构特点导致其菌体全蛋白不易获得。本研究选取了3种破碎方法——溶菌酶联合超声破碎法（方法一）、溶菌酶联合SDS热处理破碎法（方法二）、液氮联合超声破碎法（方法三）进行革兰氏阳性菌的细胞破碎,以期获得适于样品菌株基于质谱技术进行蛋白质组学研究的制备方法。【方法】在蛋白样品的制备过程中,对3种不同破碎方法的蛋白提取得率和SDS-PAGE检测分析结果进行比较;随后将3种蛋白样品制备方法的样品用质谱技术进行鉴定,分析不同蛋白样品基于质谱技术鉴定蛋白的差异。【结果】在蛋白样品的制备提取过程中,不同破碎方法的蛋白提取率大致相同。用单因素方差比较3种提取方法质谱鉴定蛋白数的差异性,方法三鉴定的蛋白数最多（2 638个）,其次是方法一（2 452个）,方法二鉴定的蛋白数最少（2 003个）。进一步用韦恩图分析比较不同提取方法的蛋白鉴定通量差异,综合考虑蛋白提取效率的结果以及液氮研磨法提取蛋白的缺点,最终选取溶菌酶联合超声破碎法（方法一）提取菌株全蛋白作为该菌基于质谱分析其蛋白质组学研究中最适合的方法。最后,对质谱鉴定菌株蛋白包括分子量、等电点、疏水性的基本性质进行分析,发现3种破碎方法质谱鉴定的蛋白与模式菌株多黏类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）基因组中预测蛋白的各个组分分布占比基本一致,都保证了菌株蛋白质组数据信息的完整性。【结论】基于质谱技术开展革兰氏阳性类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）的蛋白质组学研究,溶菌酶联合超声破碎法是提取该菌株全蛋白最适合的方法。     

基于主成分聚类分析的医保制度整合障碍性因素研究

目的 整合城乡医保已经成为当今医改的主旋律,通过对我国医保制度整合过程中的问题进行分类并找出主要障碍性因素。方法 采用主成分聚类分析的方法对问卷调查结果进行分析。结果 利用因子分析将整合的26个具体指标进行降维,提取出3个公因子并在此基础之上综合聚类分析结果得出整合过程中的主要问题。结论 将我国医保制度整合的主要障碍性因素划分为3类,即费用类、制度设计类、监管类,并对这些问题提出建议措施。     

基因表达数据小波降噪与肿瘤识别

建立了基于小波降噪和支持向量机的结肠癌基因表达数据肿瘤识别模型.对试验数据进行小波分解,并利用交叉验证的方法计算试验样本的平均分类准确率,确定小波函数与小波分解层数;引入能量阈值方法对小波分解系数进行阈值处理,达到降噪的目的;提出了基因分类贡献率与主成分分析结合的方法,提取结肠癌样本数据特征;利用支持向量机强大的非线性映射能力,实现对结肠癌样本数据的非线性分类.为了减弱样本集的划分对分类准确率的影响,本文采取Jackknife检验方法对支持向量分类器的分类器检验,其分类准确率为96.77%.试验结果证明了该方法的有效性,该方法对结肠癌的识别具有一定的参考价值.     

肺缺陷的体细胞核移植牛TTF-1 mRNA 的低表达与启动子区CpG 的甲基化无关

通过体细胞核移植技术获得克隆哺乳动物的种类在不断增加, 但成功率仍然较
低, 常表现为围产期的高死亡率. 其中, 肺发育异常是最常见的发育缺陷之一. 哺乳动
物肺器官的发生受一系列蛋白因子的调控, 其中隶属于同源结构域转录因子家族的
TTF-1 参与肺的发生和出生后功能的维持, 是一种重要的转录因子, 其表达水平的异常
很可能与肺的发育缺陷有关. SCNT 胚胎异常的甲基化可能影响发育关键基因的表达.
本研究克隆了牛TTF-1 基因, 包括启动子区(921 bp)、外显子1(373 bp)、内含子1(932 bp)
和外显子2 的一部分(273 bp)在内约2.5 kb 的核苷酸序列, 发现3 头肺发育有缺陷的
SCNT牛TTF-1 mRNA的表达量均显著低于肺发育正常的SCNT牛及对照牛(P<0.05). 对
表达量最低的个体和对照牛肺组织 TTF-1 基因启动子区63 个CpG 位点的甲基化状态进
行了分析, 发现在大多数位点上, 二者均处于去甲基化状态, 甲基化百分比差异不显著
(P>0.05), 说明肺发育缺陷的体细胞核移植牛TTF-1 mRNA 的低表达与启动子区CpG 的
甲基化无关.     

从“乙烯促雌”到“乙烯抑雄”: 黄瓜单性花非正常器官发育命运研究的回顾

简要回顾了黄瓜单性花研究的历史. 着重介绍了近年来在黄瓜单性花非正常器官, 特别
是雌花雄蕊发育命运方面的研究进展. 提出了对黄瓜单性花现象的思考, 以及今后研究中值得关
注的方向.     

基于拉曼光谱和化学计量学方法判别大米分类的研究

本文利用拉曼光谱和化学计量学方法,建立快速分类模型对大米进行区分。在使用最小二乘法对离散拉曼光谱进行多项式拟合去除荧光背景的前提下,利用在第一次迭代过程去除大型拉曼峰和计算噪声电平的方法,并且保留数据维数在原来的50%以下。获取精确的拉曼信号。再用主成分分析法(Principal component Analysis,PCA)对3种大米全波段的拉曼光谱进行降维分析,线性判别方法 (Linear discrimination analysis,LDA)对样品进行分类,结果显示采用前两个主成分能达到93.8%的正确分类,采用前三个主成分能达到97.9%的正确分类。优化之后的模型对于大米的判别分析具有很好的效果。     

UVB 诱导凋亡时MAPK 和Mst1/caspase-3 信号通路调节 H2B 磷酸化作用

凋亡是真核细胞执行的高度协调的程序性自杀机制. 细胞凋亡时, 组蛋白的修饰与核
内事件有关. 尤其H2B 被Mst1 激酶磷酸化后, 参与调节核内凋亡事件染色质凝聚作用. 本研究
发现, UVB诱导细胞凋亡时, H2B发生磷酸化作用, 并且受MAPK家族(ERK1/2, JNK1/2 和p38),
Mst1 和caspase-3 信号通路调控. UVB能够以时间依赖方式激活MAPK家族激酶, 进而介导H2B
磷酸化, 但是H2B 乙酰化作用不受影响. 分别阻断ERK1/2, JNK1/2 或p38 任何一种激酶, 均能
抑制H2B 磷酸化作用. 而且, UVB 也能激活caspase-3, 活化的caspase-3 激活下游Mst1. 受到激
活的Mst1 直接磷酸化H2B, 导致染色质凝聚. 但是caspase-3 和Mst1 信号通路被完全阻断时, 只
能部分抑制H2B 磷酸化作用, 同时MAPK 家族激酶的活化不受影响. 因此, 细胞在受到UVB
诱导发生凋亡时, MAPK 和caspase-3/Mst1 信号途径分别独立调节H2B 磷酸化和染色质凝聚
作用.     

蛋白质质谱数据缺失值填补方法的比较与评估

基于质谱数据的蛋白质定量分析一直是目前高通量蛋白质组学的重要研究手段.但是基于现有质谱技术的限制,大规模蛋白质定量过程中往往会产生大量的缺失值,这在一定程度上影响了下游分析的准确性.尽管很多缺失值填补方法被不断提出,但是蛋白质组学领域对于不同情况下缺失值填补方法效力的综合评估仍然缺乏.本研究基于真实数据的分布特征,构建...     

青藏高原高寒草甸植株性状和生物量分配的海拔梯度变异

通过亚高山带(3700 m)、高山带(4300 m)和亚冰雪带(5000 m 以上)3 个海拔常见的双
子叶草本、禾草和莎草3 种功能型57 种草本植物单株植物性状和生物量分配模式来检验假设:
随海拔升高植物将更多的生物量分配到地下部分, 特别是地下储存器官, 以利于萌发再生和
抵御高寒环境胁迫. 结果基本验证了这一假设, 但不同器官分配存在一定差异. 随着海拔升
高地上生物量呈减少的趋势, 亚高山带植物分配给储存器官的生物量比例((7±2)%)显著低于
高山带((23±6)%)和亚冰雪带((21±6)%), 而分配给叶的生物量比例随海拔升高变化不大. 从亚
高山带到亚冰雪带, 茎、花的生物量分别下降45%和41%, 细根的生物量却升高86%和102%.
随着海拔的升高, 双子叶草本、禾草比叶面积、单株叶面积均减小, 莎草则呈现相反趋势, 3
种功能型植物叶面积比、叶根比随海拔升高降低而细根生物量增加. 高山植物生物量分配随
海拔的变化主要表现在地上繁殖器官的降低和地下细根增加, 而叶生物量分配比例比较稳定,
表明高山植物通过稳定光合器官的投入和增加细根的吸收表面积, 以补偿高山低温和养分限
制环境下的碳供给和养分吸收. 与双子叶草本和禾草相比, 莎草类植物在高海拔地区, 叶、根
性状和生物量分配模式对其获取资源更加有利, 细根生物量在高山带显著升高是对莎草菌根
形成能力弱的一种补偿.