宏基因组的生物信息分析

基于高通量测序的宏基因组学研究是近年来的研究热点之一。宏基因组的生物信息分析正在逐渐完善成熟．各种分析软件和流程的开发与应用,极大地促进了宏基因组研究的发展,特别是在遗传与进化、基因发现、宏基因组和人类疾病的相关研究等方面取得了显著成果。本文旨在结合宏基因组学的研究内容和研究方向,对宏基因组的生物信息分析方法进行综述,探讨宏基因组的生物信息分析面临的机遇和挑战。     

生命机体危险因子信息特征分析

旨在生命机体与危险因子间建立生命物质信息对话平台,以物质化的信息,或信息化的物质的思维进行理解和推论,建立物质承载信息,信息通过物质的形式传递的思维模式,对生命信息中危险因子的属性、分类以及生命机体对危险因子的识别方式进行分析,从以上两个方面不同角度阐述危险因子与生命机体机制信息的相关互动关系。在分析与解读的过程中,主张建立合乎自然生成逻辑的科学概念,而摒弃一些主观是非逻辑所推导建立起来的概念,还原生命物质和生命过程的本来生物学位置及性质;主张一元化的思考方式和整体性理解生命信息安全控制机制的核心部分。分析结果:就生命信息中危险因子的属性和分类进行了分析,指出危险因子具有生命信息属性和生命安全属性两个属性,依据危险因子物质来源的不同,分外源性和内源性两类,绘出危险因子来源分类汇总图;从机体方面对危险因子识别方式不同,分为PRR识别方式和抗原(样)受体识别方式两类,并绘出危险因子识别方式分类汇总图。综合危险因子的属性、分类和生命机体对危险因子的识别方式,绘制出危险因子与生命机体机制信息的相关互动图,从保守性结构信息、生理产物信息、对机体损伤信息、代谢通路信息、对机体变应信息、精细纯外观构象信息及内在性核心信息7个方面对两者的相互关系进行了引证和分析,进一步阐释了生命信息安全控制机制。     

Hsc70-Auxilin复合物的拉伸分子动力学模拟

Hsc70与auxilin蛋白组成的系统是Hsp70/Hsp40分子伴侣系统家族的一员,在热休克反应中发挥重要作用。本文为得出auxilin蛋白J结构域的关键氨基酸,首先采用由二硫键交联的Hsc70 R171C与auxilin D876C的复合物结晶结构作为初始模型,进行分子动力学模拟,通过比较平衡后的结合部位发现,将形成二硫键的氨基酸突变为原来的氨基酸结构在结合位点上与生化结果较为相近,之后利用此结构通过拉伸动力学模拟分析了auxilin蛋白J结构域与Hsc70的ATPase功能域的解离过程,并探讨了Hsc70与auxilin蛋白之间的相互作用力。结果表明位于HPD loop上的His874,Asp876,Thr879,螺旋Ⅲ上的Glu884,Asn895,Asp896,Ser899,Glu902,Asn903为关键氨基酸,这些数据符合之前核磁共振实验证实的T抗原J结构域的HPD基序和螺旋Ⅲ与Hsc70的ATPase功能域之间的相互作用。     

反向虚拟筛选平台及应用

靶标确证是老药新用、药物毒副作用研究的关键。基于分子对接方法 Auto Dock Vina和内部构建的疾病靶标数据库,采用分布式架构,构建了反向虚拟筛选平台。应用该平台对药物吡斯的明进行靶标确证,最终成功找到其靶标乙酰胆碱酯酶,验证了平台的实用性和准确性。     

斑马鱼转座子时空表达特性

转座子是基因组中可移动和扩展的元件,能够插入新的位点,影响基因组和基因的结构和功能,是基因组进化的内在驱动。为探讨转座子的时空表达特性,首先通过生物信息学方法鉴定出斑马鱼9个疑似活性转座子,包括DNA转座子Tc1家族(Tc-a、Tc-b、Tc-c、Tc-d、Tc-e)、反转录转座子ERV家族(ERV-1、ERV-2)和LINE家族(L1-323、L1-21),然后采用实时荧光定量PCR法检测上述转座子在斑马鱼早期胚胎发育7个阶段及成鱼各主要脏器的表达活性。结果表明:Tc1家族在0.75、2.00、3.00 h各阶段无转录活性,在6.00、15.00、24.00、48.00 h各阶段各转座子均有较高转录活性;反转录转座子转录活性最早出现于3 h,最晚出现于15 h,且随着发育时间的延长,转录活性显著增强。9种转座子在成鱼心脏、大脑、肌肉、肝脏、睾丸和卵巢均有表达,且大脑和心脏中的表达水平显著高于其他组织,睾丸表达水平最低。分析表明转座子的表达具有时间和组织的特异性,可能参与斑马鱼胚胎和组织器官发育调控,尤其是大脑和心脏发育。这些结果为进一步研究转座子是否具有基因表达调控功能提供重要参考。     

One hundred years of instability in ensiferan relationships

Although Ensifera is a major insect model group, its phylogenetic relationships have been understudied so far. Few phylogenetic hypotheses have been proposed, either with morphological or molecular data. The largest dataset ever used for phylogeny reconstruction on this group is molecular (16S rRNA, 18S rRNA and 28S rRNA sequences for 51 ensiferan species), which has been used twice with different resultant topologies. However, only one of these hypotheses has been adopted commonly as a reference classification. Here we re‐analyse this molecular dataset with different methods and parameters to test the robustness and the stability of the adopted phylogeny. Our study reveals the instability of phylogenetic relationships derived from this dataset, especially for the deepest nodes of the group, and suggests some guidelines for future studies. The comparison between the different classifications proposed in the past 70 years for Ensifera and our results allows the identification of potential monophyletic clades (katydids, mole crickets, scaly crickets + Malgasia, true crickets, leaf roller crickets, cave crickets) and the remaining unresolved clades (wetas, Jerusalem crickets and most of the highest rank clades) in Ensifera phylogeny.     

小熊猫染色体异染色质的显示

以培养的小熊猫外周淋巴细胞为实验材料,结合Ｃ－显带技术及ＣＭＡ３／ＤＡ／ＤＡＰＩ三竽荧光杂色的方法,对小熊猫的染色体组型、Ｃ－带带型及ＣＭＡ３／ＤＡ／ＤＡＰＩ荧光带带型进行了研究,发现：（１）经Ｃ－显带技术处理,可在小熊猫染色体上呈现出一种极为独特的Ｃ－带带型。在多数染色体上可见到丰富的插入Ｃ－带及端粒Ｃ－带。而着丝区仅显示弱阳性Ｃ－带;（２）除着丝粒区外,ＣＭＡ３诱导的大多数强荧光带纹与Ｃ－阳性     

杨属青杨组种(品种)间核型比较

对我国杨属 (Populus)青杨组 (Tacamahaca)的 10个种 (包括品种 )的核型进行了比较研究 ,结果如下 :小青杨P pseudo simoniiKitag .,2n =38=2 7m 6sm (1SAT ) 4st (2SAT ) 1t (1SAT) ;毛果杨P trichocarpaTorr .,2n =38=2M 18m (1SAT ) 8sm 10st (1SAT) ;北京青杨P cathayanaRehd .var.Beijing ,2n =38=1M 2 4m 6sm 7st (2SAT) ;群众杨P בpopularis’ ,2n =38=3M 2 7m 2sm (1SAT ) 4st (2SAT ) 2t (1SAT) ;合作杨P ×xi aozhuanicaW .Y .HsuetLiangcv .Opera ,2n =38=1M 2 9m 4sm 5st;五台青杨P cath ayanaRehd .var .Wutai,2n =38=5M 2 2m 4sm 5st 2t (2SAT) ;甘肃青杨P cathayanaRehd .var.Gansulinxiaman ,2n =38=2M 2 8m 1sm 7st (1SAT) ;青海青杨P cathayanaRe hd .var.Qinghai,2n =38=1M 2 7m 3sm 6st (3SAT ) 1t (1SAT) ;中青 10号P cath .×Zhongqingnensis 10 ,2n =38=1M 2 6m 4sm 5st (2SAT ) 2t (2SAT) ;中青 4 8号P cath .×Zhongqingnensis 4 8,2n =38=16m 10sm (1SAT ) 10st (2SAT ) 2t (1SAT)。青杨组种间核型有一定区别 ,大部分种 (品种 )的核型均由中部和近中部着丝点染色体组成 ,少数种具端着丝点染色体 ,按Stebbins的核型分类 ,青杨组均属于 2B     

低免疫原性的新型葡激酶ΔNMSak在大肠杆菌中的高效表达和分离纯化

为了降低野生型葡激酶 (wild- type staphylokinase,wt- Sak)的免疫原性 ,对已构建的葡激酶N端缺失突变体 (ΔNSak) c DNA进行改造 ,将其主要的抗原决定簇编码序列突变为丙氨酸密码子 .该突变体 (ΔNMSak) c DNA与原核表达载体 p LY- 4重组后 ,转化大肠杆菌 JF1 1 2 5.经温度诱导 ,ΔNMSak获得高效表达 ,重组蛋白占全菌总蛋白的 60 % ,以包涵体形式存在 .包涵体经洗涤 ,8mol/L尿素溶解 ,稀释复性 ,离子交换色谱一步分离至电泳纯 ,纯度达 95%以上 ,分子量与理论值相符 ,比活性 8.5× 1 0 4 HU/mg.经 ELISA法、发色底物法测定 ,ΔNMSak与 wt- Sak制备的兔抗wt- Sak抗血清的免疫反应性显著降低 ,经抗血清温育后 ,wt- Sak活性下降程度远高于 ΔNMSak.ΔNMSak、wt- Sak分别免疫豚鼠 ,以 ELISA法测定豚鼠血清中相应抗体的效价 ,ΔNMSak组的抗体效价明显低于 wt- Sak组 ,表明 ΔNMSak的免疫原性显著下降 .     

腹毛目纤毛虫皮膜演化的一种特殊形式--卵圆急纤虫无性二分裂期间的形态发生学

对海洋纤毛虫卵圆急纤虫无性分裂过程中的形态发生做了跟踪观察,结果表明,该种的皮膜演化表现了一系列在腹毛目种类中所罕见的特征:1)新老口围带有一临时性汇联为一的阶段;2)左右缘棘毛原基分步出现,即明显的不同步现象;3)大核的改组在细胞分裂开始前即已完成;4)本种后仔虫之棘毛原基的分化既非独立发生又非来自于老结构的反分化,而是紧靠口原基的一侧向外分衍并极可能是孤立地发展而成;5)老的波动膜在形态发生过程中亦无反分化现象,而呈独特的半原基模式.