植物功能基因组研究进展

随着植物基因组计划的深入,植物基因组学研究的重点已经转变为基因组功能的研究,即利用基因组序列的信息和高通量的系统分析技术,在基因组水平研究植物结构和组织与植物功能在细胞、有机体和进化上的关系.对功能基因组学研究的内容、方法以及最新研究进展进行了综述.     

非编码RNA与RNA组学研究现状及发展态势

人类基因组计划的完成(2001年)宣告了后基因组时代的到来,也掀起新一轮的RNA研究热潮．作为后基因组时代的科学前沿,RNA组学近年来成为生命科学领域的研究热点,各种新型ncRNA的发现,让人们对遗传信息表达调控网络有了新的认识．结合RNA领域的最新研究进展,《 中国科学C辑：生命科学》 (Science in China Series C-Life Sciences)2009年第3期的8篇述评,从动植物小分子非编码 RNA、miRNA 与细胞分化发育、miRNA 与肿瘤发生及诊断治疗的靶点、核酶的结构与功能、遗传印记起源、miRNA 基因簇的进化等多个方面进行了综述,展现了ncRNA领域的研究现状和发展前景．     

生物芯片技术研究进展

生物芯片主要包括基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片等。利用生物芯片技术可以从整个基因组的水平上对基因进行快速分析、筛选。本文主要概述了生物芯片技术的最新研究进展及在各个领域内的应用 ,并对生物芯片技术面临的挑战以及未来的发展方向作了讨论。     

利用不同G+C含量细菌基因组评估细菌ncRNA基因预测工具

【目的】为识别已完成全测序细菌基因组中的ncRNA基因,对3个常用ncRNA预测工具s RNAPredict、PORTRAIT和s RNAscanner进行评估。【方法】选择了细菌ncRNA数据库BSRD收录的含有已知ncRNA基因数目大于30的9个细菌基因组,并按基因组G+C含量进行分类,比较s RNAPredict和PORTRAIT工具的预测准确性。提取不同G+C含量基因组中ncRNA基因转录起始和终止区的序列特征,对s RNAscanner预测结果进行评估。【结果】s RNAPredict对细菌ncRNA基因的预测特异性和阳性检出率均高于PORTRAIT,而敏感性则较差;两种工具预测效果均随基因组G+C含量不同而产生明显变化。在不同G+C含量的细菌基因组中,ncRNA基因启动子和终止子区域的序列特征有明显差异。利用这些序列特征能提高s RNAscanner预测ncRNA基因的平均水平。【结论】3种ncRNA基因工具预测效果随基因组G+C含量变化而不同。不同G+C含量基因组中ncRNA基因的转录起始和终止区特征可作为ncRNA基因预测的重要参数之一。     

鼠疫疫苗的相关基础研究

1 鼠疫菌比较转录组学研究 全基因组DNA芯片转录谱芯片在细菌转录调控网络的研究上存在着巨大的潜力,除了分析单个体外或体内条件转录谱获悉刺激元和调控元的信息外,更重要的是将多个条件的转录谱数据进行综合分析,结合生物信息学信息,推测全基因组范围内的转录调节包括操纵予和启动予结合位点的预测。     

一种新的基于两序列比对的ncRNA基因识别模型

利用上下文相关隐Markov模型建立ncRNA基因基本二级结构模型,从两序列比对结果中提取序列相似性信息,并把该信息引入基本的上下文相关Markov模型中,从而构建出新的ncRNA基因识别模型。     

肿瘤表观基因组学、生物芯片和生物信息学

肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点,随着科学技术的发展,高通量的分析方法在分子生物学研究中的广泛应用,使其成为肿瘤研究的一种高效手段,同时表观基因组学和生物信息学也促进了肿瘤学的发展,本文就表观基因组学、生物芯片和生物信息学方法在肿瘤研究中的应用进行综述,并对未来的发展和展望进行了讨论。     

DNA芯片技术与基因表达研究

随着基因组计划的顺利实施,大量的生物信息被解析,基因表达及基因功能的研究将成为生命科学研究的热点。ＤＮＡ世片技术是近年来出现的分子生物学与微电子技术相结合的最新ＤＮＡ分析检测技术。该技术将在生命科学与信息科学之间架起一道桥梁,因而成为后基因组时代基因功能分析撮重要的技术之一。目前ＤＮＡ芯片技术已在基因保得到广泛的应用。     

RNA‑seq技术在水生生物生态毒理学中的应用进展

水域是地球环境的重要组成部分,也是最易受污染的生态系统之一。水生态系统中不同营养级别的水生生物可通过摄食、接触等多种途径摄入水体中的污染物。因此,监测水域污染物对水生生物和生态系统的影响,解析污染物对不同水生生物的毒性机制,筛选敏感、有效的生物标志物对生态毒理学研究和环境风险评价具有重要意义。RNA测序（RNA sequencing,RNA?seq）技术因所需样品量少,且不需参考序列,可在整体水平上鉴定基因差异表达,成为水生生物生态毒理学研究的最佳方法之一。基于此,介绍了RNA?seq技术的基本流程与数据分析过程,对该技术在不同生态位的水生生物（如鱼类、两栖类、贝类、甲壳类等）生态毒理学中的应用展开综述,并对RNA?seq技术面临的不足、挑战及发展趋势进行探讨,以期为该技术在水生生物生态毒理学研究中的应用,尤其是水生态环境中污染物胁迫水生生物机制的阐明及污染水域生态环境恢复提供参考。     

糖蛋白组学研究技术进展及其应用

蛋白质的糖基化修饰与蛋白质功能密切相关,糖蛋白组学的相关研究已成为蛋白质组学研究的一个重要分支.本文在综述目前常用的糖蛋白组学技术方法的基础上,重点介绍了近两年出现的新技术策略及其应用.     

Mammalian Mitochondrial ncRNA Database

Mammalian Mitochondrial ncRNA is a web-based database, which provides specific information on non-coding RNA in mammals. This database includes easy searching, comparing with BLAST and retrieving information on predicted structure and its function about mammalian ncRNAs.

Availability

The database is available for free at http://www.iitm.ac.in/bioinfo/mmndb/     

细菌ncRNA基因预测工具的评估

<正>细菌非编码RNA(ncRNA)在RNA的转录调节、染色体复制、RNA加工与修饰、m RNA翻译与稳定性、蛋白质降解与转运以及细菌感染等许多过程中都发挥着重要作用[1]。目前,基于实验鉴定的细菌ncRNA,已开发出不同的生物信息学预测方法[3-6],其中比较基因组学和转录单元预测方法是目前最常用的方法。比较基因组学和转录单元预测方法的结合使用,具有较高的特异性,但大多数方法的普适性较低,不     

基于k-tuple组合的酵母ncRNA与mRNA的比较研究

ncRNA和mRNA一样,都是重要的功能分子。以k-tuple(k字)含量为特征,对酵母ncRNA成熟序列和mRNA的编码区、上游序列与下游序列进行了分类与比较研究,结果显示:基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple的含量,ncRNA和mRNA的交叉有效性分类精度(leave-one out cross-validation,LOOCV)平均值达到93.93%;基于上游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为92.49%和92.76%;基于下游序列4-tuple和5-tuple的含量,分类精度分别为91.58%和90.60%;利用上游序列和下游序列的4-tuple与5-tuple的含量,其平均分类精度分别为94.68%和94.83%;通过t检验,得到了在ncRNA和mRNA上、下游序列中具有显著统计学差异的k-tuple。上述结果表明,基于ncRNA成熟序列与mRNA编码区的3-tuple含量和基于ncRNA与mRNA上、下游序列的4或5-tuple含量可以有效地区分ncRNA与mRNA。此研究结果不仅有助于准确识别ncRNA与mRNA,还有助于发现ncRNA特异的转录因子结合位点。     

Acquisition of neuron-like electrophysiological properties in neuroblastoma cells by controlled expression of NDM29 ncRNA

Neuroblastoma is a pediatric cancer characterized by high malignancy and remarkable cell heterogeneity within the tumor nodules. It has been previously shown that the over-expression of a specific non-coding RNA, NDM29, reduces neuroblastoma development promoting cell differentiation. We have used neuroblastoma cells expressing NDM29 at its basal level (Mock cells) or at 5.4-fold higher levels (S1 cells) to investigate whether a functional differentiation correlates with morphological and biochemical development induced by NDM29 expression. First, analyzing the expression of specific markers we demonstrated that NDM29 expression is accompanied by a well coordinated differentiation process toward a neuron-like, rather than toward a glial-like, phenotype. Next, we defined the neuron-like traits of S1 in terms of secretion of cytokines involved in axon guidance, synapse formation and neurite outgrowth. Finally, we characterized the ionic channel apparatus of S1 cells by patch-clamp technique and compared with the Mock counterpart. S1 cells showed much higher levels of fast inactivating Na(+) current and were able to generate mature action potentials. Moreover, they developed expression of functional GABA(A) receptors on their membrane. In contrast, the two cell lines shared very similar pools of functional K(+) channels, although slight quantitative differences can be described. Our results suggest that a maturation occurs in neuroblastoma as a consequence of NDM29 expression, inducing the appearance of neuronal-like properties. In this context, S1 cells may represent a novel in vitro tool for electrophysiological and pharmacological studies of human cells of the neural lineage.     

肠道菌群与非编码RNA互作对疾病影响的研究进展

肠道菌群数量庞大,种类繁多,被认为是一个独立的器官系统,是人体生理和代谢稳态的重要组成部分,肠道菌群的稳态失调以及某些代谢产物的分泌已被证实可以参与人体多种疾病的发生发展。同样,非编码RNA（ncRNA)数量庞大,种类较多,主要包括微小RNA（miRNA)、长链RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)。ncRNA早期因无蛋白质编码能力未引起重视,随着研究的深入,认识到了其对多种疾病都具有重要的调控作用,近些年获得了更多的关注。目前,多项研究揭示了肠道菌群-ncRNA互作对多种疾病的发生、发展、诊断、治疗等方面的影响,二者互作可能是未来疾病防治的重要突破口。本文就肠道菌群与ncRNA的互作对不同疾病的作用进行综述,以期为疾病的防治提供参考。     

新一代遥感技术助力生态系统生态学研究

随着气候变化和人类活动的加剧, 生态系统正处于剧烈变化中, 生态学家需要从更大的时空尺度去理解生态系统过程和变化规律, 应对全球变化带来的威胁和挑战。传统地面调查方法主要获取的是样方尺度、离散的数据, 难以满足大尺度生态系统研究对数据时空连续性的要求。相比于传统地面调查方法, 遥感技术具有实时获取、重复监测以及多时空尺度的特点, 弥补了传统地面调查方法空间观测尺度有限的缺点。遥感通过分析电磁波信息从而识别地物属性和特征, 反演生态系统组成、能量流动和物质循环过程中的关键要素, 已逐渐成为生态学研究中必不可少的数据来源。近年来, 随着激光雷达、日光诱导叶绿素荧光等新型遥感技术以及无人机、背包等近地面遥感平台的发展, 个人化、定制化的近地面遥感观测逐渐成熟, 新一代遥感技术正在推动遥感信息“二维向三维”的转变, 为传统样地观测与卫星遥感之间搭建了尺度推绎桥梁, 这也给生态系统生态学带来了新的机遇, 推动生态系统生态学向多尺度、多过程、多学科、多途径发展。因此, 该文从生态系统生态学角度出发, 重点关注陆地生态系统中生物组分, 并分别从生态系统类型、结构、功能和生物多样性等方面, 结合作者在实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态, 阐述遥感技术在生态系统生态学中的研究现状并指出我国生态系统遥感监测领域发展方向及亟待解决的问题。     

Adjacent Nucleotide Dependence in ncRNA and Order-1 SCFG for ncRNA Identification

Background

Non-coding RNAs (ncRNAs) are known to be involved in many critical biological processes, and identification of ncRNAs is an important task in biological research. A popular software, Infernal, is the most successful prediction tool and exhibits high sensitivity. The application of Infernal has been mainly focused on small suspected regions. We tried to apply Infernal on a chromosome level; the results have high sensitivity, yet contain many false positives. Further enhancing Infernal for chromosome level or genome wide study is desirable.

Methodology

Based on the conjecture that adjacent nucleotide dependence affects the stability of the secondary structure of an ncRNA, we first conduct a systematic study on human ncRNAs and find that adjacent nucleotide dependence in human ncRNA should be useful for identifying ncRNAs. We then incorporate this dependence in the SCFG model and develop a new order-1 SCFG model for identifying ncRNAs.

Conclusions

With respect to our experiments on human chromosomes, the proposed new model can eliminate more than 50% false positives reported by Infernal while maintaining the same sensitivity. The executable and the source code of programs are freely available at http://i.cs.hku.hk/~kfwong/order1scfg.