进食障碍数据库的建立及其在识别与进食障碍相关的扩展脂肪细胞因子信号通路中的应用

进食障碍是一种生理和心理上的进食失调,影响了世界范围近1%的女性人群.尽管已广泛开展了针对此疾病遗传角度的流行病学研究,但其分子机制仍需进一步阐释.近期,高通量技术被广泛应用于发现复杂疾病中可能的致病基因以及其潜在的致病机理.本研究首次收集了大量文献报道的与进食障碍有关的基因,建立了进食障碍相关的数据库,以期对进食障碍的分子机制进行初步了解.EDdb数据库包括了从发表的文献中收集的有实验验证的与进食障碍有关的59个基因,并将这些基因作为核心数据集.根据核心数据集,利用蛋白-蛋白相互作用信息、基因共享的染色体条带信息及疾病相关信息扩展出其他4个数据集,这4个数据集包括了2824个潜在的进食障碍相关基因,这些基因分布在601个基因组区间.根据人的蛋白-蛋白相互作用数据,重建了可能的与进食障碍相关的分子相互作用网络.进一步,利用代谢通路富集性分析方法,识别出EDdb中的3个基因ADIPO,TNF和NR3C1可以将KEGG中的＂脂肪细胞因子信号通路＂和BioCarta中的＂内脏脂肪沉着和代谢综合征＂2个通路结合在一起,得到一个与进食障碍相关的扩展的脂肪细胞因子信号通路.在这个扩展通路中共包括43个基因,其中39个基因与进食障碍有关.本研究构建了第一个进食障碍相关的基因数据库,其中的各种数据信息将有助于对进食障碍的研究,揭示其中的基因和疾病关系.通过初步的统计分析,发现进食障碍引起的体重失调和肥胖可能与本研究发现的扩展通路的调节障碍有关,并且这个扩展通路也可能与不健康的生活习惯引起的体重失调等复杂疾病有关.     

基于基因本体论的生物信息个人数据库平台

论述了一个基于基因本体论(geneontology)的生物信息个人数据库平台BIO.该数据库平台根据自身研究的需要,用基因本体论中的相关的规范术语来对基因序列信息进行注释,从而可以让用户从基因本体论的角度对生物信息序列进行查询.由于因特网上生物数据库中大量的关于基因序列信息的术语不统一、不规范,存在大量的信息冗余,用此方式可最大限度地精确所要查找的结果.文中详细论述了该数据库平台的研究背景、查询功能以及维护.     

一个基于基因表达谱的基因逻辑网络模型的建立与应用

基因之间除了线性关联作用关系外,还存在着非线性的逻辑关系.用这种逻辑关系构建的生物系统网络模型对研究细胞内的各种生物通路和细胞分子网络非常重要.首先,根据图着色原理确定了基因的低阶和高阶逻辑关系,然后应用结肠癌基因表达谱数据分析了51个癌基因和抑癌基因的逻辑关系,在此基础上构建了结肠癌基因表达的逻辑网络.通过这个网络模型发现了与KEGG数据库中结肠癌通路一致的转化生长因子信号通路,并分析了各生物通路成员之间错综复杂的关系.实验结果表明,基因逻辑网络模型在一定程度上揭示了结肠癌基因和抑癌基因之间并行、分叉等复杂的相互作用关系,反映了结肠癌发病的复杂分子机制,为分子生物医学家提供了一个参考模型.     

复杂疾病靶基因识别与网络重建的计算系统生物研究

复杂疾病相关靶基因的识别、构建疾病驱使相关基因网络及进行疾病机制研究,是功能基因组学研究中非常重要的科学问题。文章以计算系统生物学的观点和三维的角度,综述了基于生物谱（SNP遗传谱、芯片表达谱和2D-PAGE蛋白质谱等）的复杂疾病靶基因识别、多水平（SNPs虚拟网络、基因调控网络、蛋白质互作网络等）遗传网络逆向重构方法,及不同水平的网络之间在生物学和拓扑学上的纵向映射关系,并给出复杂疾病靶基因识别与网络关系的计算系统生物方法研究的未来展望。     

eSNPdb,人类增强子区域单核酸多态性数据库

增强子控制着多能性相关基因的转录,在细胞分化中起重要作用。数以千计的GWAS研究结果表明,一定数量疾病相关的SNP位于增强子区域,且近来的研究发现SNP通过影响增强子的功能引起对疾病的易感性,因此有必要对增强子区域的SNP进行整合和分析。我们建立了e SNPdb数据库,收集了增强子注释、SNP以及相关GWAS数据,将疾病与增强子建立联系。数据库收集了67 268个增强子,在这些区域上有826 350个SNP,其中8 521个与疾病相关。数据库还收集了位于增强子区域的转录因子结合位点信息,以便预测SNP对增强子区域转录因子的结合亲和性的影响。作为目前唯一收集增强子区域SNP信息的数据库,e SNPdb将会是研究增强子在人类疾病中的作用与机制重要的数据资源。     

基因水平的关联分析方法

全基因组关联研究(Genome wide association study, GWAS)已经在国内外的医学遗传学研究中得到广泛应用, 但是GWAS数据中所蕴含的与多基因复杂性状疾病机制相关的丰富信息尚未得到深度挖掘。近年来, 研究者采用生物网络分析和生物通路分析等生物信息学和生物统计学手段分析GWAS数据, 并探索潜在的疾病机制。生物网络分析和生物通路分析主要是以基因为单位进行的, 因此必须在分析前将基因上全部或者部分单个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)的遗传关联结果综合起来, 即基因水平的关联分析。基因水平的关联分析需要考虑单个SNP的遗传关联、基因上SNP数量和SNP之间的连锁不平衡结构等多种因素, 因此不仅在遗传学的概念上也在统计方法方面具有一定的复杂性和挑战性。文章对基因水平的关联分析的研究进展、原理和应用进行了综述。     

生物样本库是生物医学研究的重要基础

在生物医学研究飞速发展的今天,随着对健康和疾病认识的不断深入,传统的单病因、单基因研究模式已难以胜任复杂疾病的研究.医学科学的发展需要一种能提供疾病相关的、具有普遍意义的、全局式的分子信息数据库.生物样本库在其中所能发挥的关键作用得到了越来越多的重视.它从最初的小作坊模式经过100多年,尤其是近30年的快速发展已经演化成为科研院所和政府支持的生物样本库、商业化生物样本库及以人口为基础的生物银行等多种模式.伴随存储样本数据信息的复杂度不断快速增加,生物样本库除了收集样本相关的基本数据和诊断信息外,还延伸到配套信息,包括参加人和病人的多种表型,到目前已经迅速扩展到基因组学、蛋白质组学及其他的组学信息.如何科学地建设和管理这种大型复杂模式的生物样本库成为医学科学领域亟待规范、解决的问题.本文将从生物样本库的发展入手重点讨论其建设、管理和应用.     

生物元件库国内外研究进展

生物元件库是对元件数据和实物进行收集、整理和共享的重要平台,对合成生物学的研究和应用具有非常重要的支撑作用。本文对国内外生物元件库的研究进展进行了介绍和综述。国外先后出现了标准生物元件登记库等多个元件库,通过制定Open MTA协议实现了元件实物的免费分发共享,并通过制定"合成生物学开放语言"(SBOL)实现了多个元件库之间的数据交换;通过bionet项目对元件数据和实物的去中心化管理作了进一步尝试。近年来我们与国内多家科研单位合作建设了合成生物学元件与数据库(RDBSB,https://www.biosino.org/rdbsb/or https://www.biosino.org/npbiosys/)。在建设过程中,我们首先建立了与SBOL语言兼容的《催化元件数据标准》、多种重要元件的标准功能测试方法以及安全高效的元件提交系统,并在此基础上完成了元件数量最多且信息最为全面的催化元件数据库的构建。目前,收集了30多万个催化元件,包括7万多个具有文献支持功能表征信息的催化元件,并保藏了1万个以上的实物元件和5000个底盘菌株,通过网站实现了数据和实物的公开与共享。上述元件库已经对国内合...     

产业动向

<正>我国企业参与英国"10万基因组计划"明码(上海)生物科技有限公司目前与由英国政府全资控股的英格兰基因公司签署协议,将作为合作伙伴参与英格兰基因公司主导的"10万基因组计划"。作为英国政府力推的科研旗舰项目,"10万基因组计划"将对10万个基因组样本进行测序以及相关数据解读。明码(上海)生物科技有限公司将提供数据库模型和肿瘤对照配对分析报告工具,帮助更高效地解析基     

AeDNA: 水生生物eDNA数据库

环境 DNA (eDNA) 技术是一种生态和生物多样性监测和评价的新手段, 完整和准确的参考序列库是eDNA技术应用于水生生物多样性调查的基础。当前, 不同水生生物eDNA参考序列还存在诸多问题, 如不同类群使用的标记基因不同且资源较为分散, 部分参考序列分类不准确, 以及针对我国各类水体中水生生物eDNA参考序列不多等。针对上述问题, 研究构建了水生生物eDNA数据库(AeDNA, http://aedna.ihb.ac.cn/)。 AeDNA整合了DNA条形码和基因组两种类型参考序列。其中18S、28S、ITS、COΙ、12S、rbcL 等各类DNA条形码60余万条, 涉及2万余种鱼类、1万余种水生植物、1万余种底栖动物、1万余种浮游动物和1万余种浮游植物; 基因组包含线粒体、叶绿体等细胞器基因组6199个及万种鱼类基因组计划和万种原生生物基因组计划所产生的物种基因组。涉及的生境有江、河、湖、海、冰川和温泉等各类水环境, 尤其数据库构建团队贡献的6万余条参考序列, 具有我国丰富的各类水体生境信息。总体来说, AeDNA是一个数据量大、类群覆盖全、准确性高且具有我国水生生物特色的综合性eDNA参考序列库, 是水生态和水生生物多样性监测的重要基础资源。     

基于Web的水稻芯片数据注释和分析平台

国际水稻基因组测序计划(IEGSP)顺利完成, 水稻基因的研究也进入了后基因组研究阶段. 水稻基因芯片数据注释分析是一项重要的功能基因组学研究内容, 它为理解水稻基因的生物学意义提供了帮助. 本研究开发了一个基于Web的水稻基因芯片数据注释和分析平台(RiceChip), 它比同类的注释数据库更加全面快捷. 本平台共由5个功能模块组成: BioChip模块为水稻基因表达数据提供快速检索和高级检索, 可依次按照Probe Set ID, Locus ID, Analysis Name等字段进行检索; BioAnno模块整合多个生物学数据库, 为水稻基因提供基因功能、蛋白质结构、生物代谢途径以及转录调控等方面的注释信息; BioSeq模块则收集水稻基因组的序列信息, 支持对水稻基因与芯片探针的序列查询; BioView模块是系统图形可视化的核心模块, 提供友好的访问界面与结果输出, 方便研究人员使用; BioAnaly模块结合R/Bioconductor统计分析工具提供高通量芯片数据的在线分析. 本系统从不同的方面依次提供了数据检索、基因注释、序列分析、数据可视化和数据分析等功能, 其数据收集的全面性与功能分析的强大性在同类水稻基因芯片数据注释和分析平台中都较突出.     

浅谈异构生物信息数据库的整合

近年来世界范围内展开了HGP即人类基因组计划,由此出现了大量生物学数据,如蛋白质数据、RNA、DNA等,为了便于研究的展开,便于科学家进行数据查询,这些数据需经过有效的处理与整合,然后纳入到生物信息数据库中。数据异构是生物数据分析与处理中需要解决的主要问题之一,文中将对生物信息资源利用面临的问题进行探究,并对以XML为基础的异构生物信息数据库整合模式进行分析。     

农业生物信息数据库发展现状及应用

农业生物信息数据库是农业科学研究者的基础工具,利用数据库中的大量信息,便于进行农业生物的改良与保护。本文介绍了农业生物信息数据库的发展状况及其应用,并讨论了目前农业生物信息数据库存在的问题。     

牛病毒性腹泻病毒生物型的遗传基础

牛病毒性腹泻病毒(BVDV)是黄病毒科、瘟病毒属成员,主要引起牛免疫抑制、腹泻及繁殖障碍,是影响全球养牛业的重要致病原。根据BVDV在体内对细胞的致病性,目前普遍将其分为2种生物型。不同生物型的基因结构及分子致病学机制明显不同,病毒基因变异可能产生新的生物型致病。我们简要综述BVDV生物型与基因结构及疾病发生之间的关系。     

上海农作物种质资源数据库的设计和构建

随着农作物种质资源数量的不断增加,种质资源交流的日益频繁以及种质资源利用的逐步深入,农作物种质资源数据库的建设对农作物的应用研究和基础性研究至关重要。上海市农业生物基因中心借助于本中心保存的近21万份种质资源的信息,开发了一套上海农作物种质资源数据库,本文主要阐述了该数据库设计和构建的目的、原则和数据库的架构、运行环境以及主要功能模块。上海农作物种质资源数据库采用了B/S结构,平台系统利用多层逻辑架构实现了对农作物种质资源数据信息的收集、存储、查询、统计分析等功能。外部用户通过浏览器即可访问平台系统,浏览查询种质资源信息。内部管理员可使用平台的受限功能,需要认证成功后才可使用后台管理功能,实现对整个平台数据的管理。注册用户还可通过基因资源数据库提交引种申请,管理员结合管理信息系统实现对外供种全流程的网络化,借此可提高工作效率,增加工作流程的透明度。     

基于Internet网生物信息资源特定基因同源新基因克隆策略

随着人类基因组计划的基本完成,各类生物信息学数据库和软件层出不穷,利用Internet网上生物信息资源克隆新基因的策略也得到新的发展。作者在简单介绍网上生物信息资源以及新基因克隆策略的同时,着重对基于EST数据库和基因组数据库特定基因的同源新基因克隆策略进行了详细阐述。     

基于网络药理学和分子对接研究黄芪治疗糖尿病心肌病的作用机制

目的:运用网络药理学和分子对接方法研究黄芪治疗糖尿病心肌病(DCM)的作用机制.方法:利用中药系统药理学技术平台数据库(TCMSP)收集黄芪的成分及其相关靶点;通过GeneCards、NCBI、OMIM数据库获取DCM相关疾病靶点.取黄芪成分靶点与DCM疾病靶点的交集基因,作为黄芪对DCM作用的潜在关键靶点基因,将交集...     

长链非编码RAN的研究进展

人类基因组计划完成证实,人类共有3-3.5万个编码基因,这些基因所涵盖的编码信息仅占人类30亿个碱基对中携带遗传信息的1.5%,其余超过98%的遗传信息并不直接编码蛋白质。近些年来由于测序技术的飞速发展,人们发现这部分遗传信息与调控、剪切、转录等生物过程密切相关,其中长链非编码RNA具有表观遗传学调控、转录调控、疾病调控、细胞分化和个体发育等重要的生命过程的调控等过程,因此如何寻找RAN的功能单元和预测新的长链非编码RNA成为很重要的问题。就非编码RNA的起源与进化进行阐述,综述了长链非编码RNA在癌症上的功能,综合了长链非编码RNA一些常见的数据库及使用最新的生物信息学手段和相关技术预测长链非编码RNA,并进行进一步的功能研究。     

白假丝酵母菌毒力相关的RAPD条带的克隆及其生物信息学分析

[目的]研究与白假丝念珠菌毒力相关的RAPD电泳条带的基因信息,明确这些条带是否来源于已知的毒力调控基因。[方法]通过对相关的白假丝酵母菌重新进行RAPD-PCR,切胶回收,以回收的DNA作为模板进行大量扩增,构建TA克隆,送测序。将获得的DNA信息登录Gen Bank数据库进行比对,寻找与包含这些条带信息的蛋白质。查阅文献,进行生物信息学分析,明确条带的基因信息与已发现的白假丝酵母菌调控基因之间的关系。[结果]白假丝酵母菌RAPD的450 bp条带为Abp1p(ABP1)蛋白的基因片段。[结论]Abp1p(ABP1)基因的过表达可能与下调磷脂酶表达有关,但具体机制有待进一步研究。     

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。