生物信息学电子文档收编及优化检索的实现

生物信息学涉及生物、化学、物理、数学、计算机和互联网应用等多方面知识,要从事这个领域的研究工作,必须掌握更多的各方面知识。目前该领域的很多资料和文献在网上以电子文档的形式存在。电子文档能够包含比常规的文档包含更广泛,更丰富的内容,对电子文档的收编整理发能大大节省文档的搜索时间,并能提供更专业,更有效的检索结果,为科研工作服务。本文论述了建立包括电子文档的收集,标注,优化检索的一个方案,检索结果按照文档和检索条件的相似程度分级列出。实践证明,该系统能够有效的提供生物信息学专业信息的管理和检索。     

《生物信息学》课程教学模式探讨

在教学实践的基础上,结合生物信息学课程的学科特点,以及现代教育技术,就开设生物信息学课程的必要性及构建最合适的复合型教育模式展开了初步的探讨,为我国生物信息学课程的教学实施提供指导。随着时代的不断进步和发展,生物信息学的内涵也在不断扩大,包括生物信息学所涉及到的计算机基础知识、生物学基础知识、生物信息学研究领域、生物信息学应用领域等等。在生物信息学的教学实施过程中,将多个基础学科交叉融合是必备的,这不仅有助于增强学生对生物信息学科的了解,也对于学生在后续的生物信息学研究中起到了基石的作用。因此,如何将这些涉及范围广、涉及内容深的生物信息学基础课程恰当的传授给学生是教师们最需要考虑的问题,从而形成一套独特的教学体系,使生物信息学的教学工作更顺利,完整的进行下去。     

生物信息学的研究现状及其发展问题的探讨

结合生物信息学产生的历史条件,对生物信息学的定义进行了介绍;归纳总结了现代生物信息表述、采集、储存、传递、检索的表现形式-生物学数据库的分类与分布;着重介绍了生物信息学的主要研究内容和基本的分析方法,阐明了生物信息的分析和解读模式;强调了生物信息学与其他相关学科的相关性,提出了生物信息学发展的一些亟待解决的问题及其相应的解决方案。     

生物信息学本科专业建设现状

随着后基因组时代的到来,生物信息学逐渐进入了黄金发展期。生物信息学教育体系的建立和完善是永葆生物信息学活力的关键。国际和国内的生物信息学本科专业建设情况的分析显示全球生物信息学本科教育均处于起始阶段。深刻剖析了内蒙古自治区生物信息发展的瓶颈问题以及内蒙古科技大学开设生物信息学本科专业的优势和必要性。未来,随着测序技术、计算机技术等的进步,生物信息学将继续蓬勃发展;生物信息学人才的需求将不断扩大。为适应人才市场的需求,预计会有越来越多的高等院校将加入到中国的生物信息学本科教育事业。     

生物信息学及其在菌物学研究上的应用

主要介绍生物信息学的基本概念、发展历程、特点、研究领域、面临的挑战以及生物信息学在菌物研究上的应用成果。分析了生物信息学在菌物研究方面的应用前景,并提出了研究和开发的建议。     

国内外生物信息学WWW服务器及数据库

生物信息学是一门新兴的交叉学科,近年来各类生物信息学数据库不断出现,其规模呈爆炸趋势增长,同时数据结构日趋复杂。目前生物信息学数据库服务已实现了高度的计算机和网络化。介绍国内外主要的生物信息学WWW服务器及其所含数据库的种类、作用。     

生物信息学中的分布式计算

生物信息学的发展给计算机技术带来了挑战,通过介绍当前在生物信息学研究领域已经得到广泛使用或正在研发的各种分布式计算平台、工具或研究项目,以此来概观生物信息学领域中分布式计算应用的现状。     

生物信息学本科人才培养的调研与思考

近年来,生物信息学已经逐步发展成为现代生物学和医学等领域的关键技术方法,社会对生物信息学专业人才的需求不断扩大,生物信息学的本科教育也受到了越来越多的关注和重视。为了探索更加合理的人才培养模式、完善课程设置和教学计划,本文以中美两国开设生物信息学本科专业的高校为对象,分别选取一些代表高校并进行深入调研,对比分析课程设置和人才培养现状。结果显示,生物信息学的跨学科性质在各高校中均得到一定体现,培养学生具有多元化的知识结构已经成为生物信息学人才培养的一项共识。同时,根据调研的结果,也对国内生物信息学本科教育提出一些启发与建议。     

生物信息学在发现新基因方面的应用

自生物信息学作为一门交叉学科诞生以来,其在计算机、农业和生命科学等各方面发挥了重要的作用,在后基因组时代,更是成为发现新基因的重要手段。对生物信息学的概况做了回顾与展望,并简述了生物信息学近年在发现新基因方面所取得的成果。     

生物信息学在微生物中的应用

生物信息学是建立在生命科学和计算机数学基础上的综合学科，其本质是信息技术在生物学中的应用。对于微生物领域而言，生物信息学对数据的整理和应用可以极大地提升微生物研究的质量。因此，文章采用文献研究的方法，积极搜集生物信息学在微生物中的应用研究，首先概述了生物信息学的组成部分，然后对微生物学的建立与发展进行了详细说明，最后探讨了生物信息学在微生物生态学、环境微生物、农业微生物、微生物药物合成设计以及微生物致病基因5个方面的应用。     

球毛壳菌(Chaetomium globosum)EST生物信息分析数据库的建立

用基因本体论（Cene Ontology,GO）中的相关的规范术语和BLAST分析结果来对球毛壳菌EST及CONTIG序列信息进行注释,利用GO的语义模型构建不同物种数据库之间的语义联接,在此基础上建立球毛壳菌EST生物信息分析数据库,在概念和联系层面上有效地解决了不同物种生物信息的整合问题,实现了对球毛壳菌生物信息学数据智能化的多重、复合和交叉检索。为球毛壳菌生物信息学的进一步研究奠定了坚实的基础。文中详细论述了基于GO的球毛壳菌EST生物信息学数据库的研究背景、建立过程、查询功能及其维护。     

一种通用的、基于Agent的生物资源整合架构

众所周知,随着基因组测序工作的蓬勃发展和后基因组时代的到来,生物信息学数据呈指数级增长.生物界在享受着资源共享所带来便利的同时,也随着数据总量和复杂性的不断增加而变得异构化和分布化.目前,各种生物计算软件和数据库资源通常标准不一而且很难兼容.因此,如何在这些异构资源之间实现数据集成与软件共享是有效利用生物信息资源的关键.为解决以上问题,本文提出了一种新型的数据整合架构,该架构通过将web服务与并行计算相结合的方法,轻松地实现了对异地资源数据的访问、提取、转化以及整合.实验证明,本系统在处理异构、海量数据方面有着巨大的计算潜力.     

斑马鱼Gfi-1 基因结构和功能分析

目的:研究斑马鱼Gfi-1基因在物种间进化的保守性和功能分析。方法:运用生物信息学方法分析斑马鱼Gfi-1基因结构特征和保守性等。结果:斑马鱼Gfi-1基因在蛋白水平与小鼠、人高度保守;分析斑马鱼和人的Gfi-1基因外显子、内含子和ATG起始、终止密码子也具有高度相似性;从进化树分析斑马鱼Gfi-1基因与人、小鼠、犬、猴等在进化上高度保守;分析斑马鱼、人、小鼠Gfi-1基因在染色体上的位置和相邻基因,显示出惊人的相似性。结论:斑马鱼Gfi-1基因在进化上高度保守,为脊椎动物保守基因,为其后续在造血系统和造血微环境方面的研究提供了理论支持和铺垫。     

应用 PPIN分析肝移植临床耐受患者PBMC基因表达特点

应用生物信息学方法分析肝移植临床耐受患者PBMC基因表达特征,筛选临床耐受关键基因。从GEO数据库获取19个肝移植临床耐受病例及22个非临床耐受病例基因表达谱数据。应用DAVID网络软件进行差异基因功能注释与聚类分析;通过Cytoscape软件的MiMI插件构建蛋白质相互作用网络(PPIN)筛选肝移植临床耐受关键基因。差异基因涉及蛋白质及RNA代谢、免疫应答、膜结构调节等复杂生物过程。PPIN网络分析获得10个临床耐受核心基因。我们的研究表明:肝移植临床耐受涉及外周血免疫细胞复杂的基因表达调控机制及蛋白质间相互作用;RNA的转录后加工及蛋白质降解在免疫耐受的形成中发挥了重要作用;RBM8A、DHX9、CBL、IKBKB、CSNK2A1、HSPA8等核心基因发挥重要的免疫调节功能。     

一种来自于土壤宏基因组文库的AprN基因的鉴定

宏基因组文库技术的发展拓宽了酶学的研究范围,从而导致了一系列新型的生物催化剂被发现和鉴定。采用蛋白酶的活性筛选策略,从已构建的碱性污染土壤宏基因组文库分离得到了一个表达蛋白酶的阳性克隆。生物信息学分析表明该克隆所包含的外源DNA片断编码一个由381个氨基酸编码组成的多肽,该多肽大约为39kDa,等电点为8.91。BLAST软件分析该外源DNA片断包含一个完整的碱性蛋白酶基因（ap01）,GC含量为46.3%。相关酶学数据表明该阳性克隆所分泌的碱性蛋白酶最适作用pH值为9.5,最佳作用温度为40℃。     

苏云金芽胞杆菌产苏云金素菌株CT-43及其 缺失突变株的差异蛋白

[目的]苏云金素(Thuringiensin)的合成和代谢途径的相关研究在国内外一直进展缓慢,本文拟从蛋白质组水平揭示与苏云金素合成或代谢相关的蛋白.[方法]利用双向电泳技术研究了高产苏云金素的苏云金芽胞杆菌野生菌株CT-43、其高产突变菌株CT-43-1C及不产突变菌株BMB0806在蛋白表达水平的差异,然后对差异蛋白点进行质谱鉴定,最后对鉴定出的蛋白进行生物信息学分析.[结果]与野生型和高产菌株相比,在BMB0806中发现了13个差异显著的蛋白点,鉴定出了其中的9个,生物信息学结果显示有6个蛋白可能与苏云金素合成或代谢相关.[结论]通过蛋白质组研究找到了6个可能与苏云金素合成或代谢相关的蛋白,为苏云金素合成基因簇的克隆和合成途径的验证提供了有力的证据.     

植物内生枯草芽孢杆菌纳豆激酶同源基因的序列分析及其在大肠杆菌中的表达

利用基因组学和生物信息学的方法,从一种植物内生枯草芽孢杆菌菌株Bs0922的基因组DNA中克隆了纳豆激酶的同源基因NK-Bs0922,长度为1 149 bp。通过重组和转化在大肠杆菌BL21(DE3)中表达了一个大小为48.0 kD的重组蛋白。     

小鼠 CYP2R1的异源表达及其对癌细胞增殖的差异作用

细胞色素P450 (cytochrome P450, CYP450)是一类血红素氧化酶。细胞色素P450家族2亚家族R成员1（cytochrome P450 family 2 subfamily R member 1, CYP2R1）是一种主要在肝组织中表达的维生素D羟化酶。目前,对于小鼠CYP2R1蛋白质的结构、物化特性和病理机制的理了解仍十分有限。本研究结合基因克隆和生物信息学分析,获得小鼠CYP2R1基因CDS序列及其生物学特征。随后,利用pcDNA3.1-CYP2R1真核表达载体,通过细胞划痕、MTT分析、real-time qPCR方法检测异源表达CYP2R1对肺癌细胞A549、胃癌细胞7901、肝癌细胞HepG2以及正常细胞HEK293T细胞的迁移、增殖和细胞周期基因表达的影响,探明其对癌细胞增殖的作用。结果显示,由C57BL/6小鼠肝组织的CYP2R1基因,序列长度1 506 bp,其中,CD_S 468 bp。其编码的155个氨基酸,与其他11个物种间的同源性均较高,其三级结构与人CYP2R1略有不同。构建的pcDNA3.1-CYP2R1真核表达载体,可在体外培养细胞中提高CYP2R1基因mRNA表达105倍以上,蛋白质水平提高约30倍。值得注意的是,异源表达CYP2R1在癌细胞增殖中的作用具有差异性,其中,CYP2R1通过显著降低细胞周期蛋白基因CyclinD1(P<0.05)和Caspase3(P<0.01),而抑制7901细胞的增殖。该研究结果为进一步探索CYP2R1的生物学作用,特别是在分析其对癌细胞增殖方面提供了基础研究数据,并为进一步明确CYP2R1在癌症相关治疗中的重要意义奠定了理论基础。     

Gene Composer: database software for protein construct design, codon engineering, and gene synthesis

Background  

To improve efficiency in high throughput protein structure determination, we have developed a database software package, Gene Composer, which facilitates the information-rich design of protein constructs and their codon engineered synthetic gene sequences. With its modular workflow design and numerous graphical user interfaces, Gene Composer enables researchers to perform all common bio-informatics steps used in modern structure guided protein engineering and synthetic gene engineering.     

生物医药关键技术发展趋势

近年来,生物医药研究人员正在药物的设计、发现、试验、制备,以及检测技术、其他诸如纳米、信息、光学等高技术的融合应用方面致力于更新观念的研究开发,并已取得众多突破,在相关领域形成新的技术趋势。在药物设计方面,随着遗传信息方面的研究进展越来越快,核酸为靶的药物设计已成为新的热点;在疫苗方面,基因疫苗的研制已成为新方向,其技术应用趋向可调控、更安全、更高效生产等,科研人员同时还致力于解决基因疫苗的安全性;在治疗方面,抗体工程和组织工程分别成为药物治疗和组织器官再造的热点;新型药物输送技术正成为业界追逐的目标,药物传输公司正在开发多技术平台,提高药物的效能,减少不良反应和降低成本;药物安全问题已在全球范围内达成共识,美、英、日、欧盟等国均在积极开展药物安全性方面的研究,开发药物安全监测系统;疾病诊断与检测的新技术表现为更高效、准确、快速、早期的趋势,科研人员同时还致力于降低诊断检测产品的价格,以使更多人受益;IT技术、光电技术、纳米技术等新技术正被积极应用于生物医药领域,为大型制药公司和生物技术公司提供药物发现、设计、毒性研究等更新途径的新技术系统。