氨基酸组成聚类、蛋白质结构型和结构型的预测

用信息聚类方法对蛋白质的氨基酸组成进行聚类,发现存在梯级成团（大集团分解成小集团）现象,６４５个蛋白质可分成１５个小集团,每一个小集团与蛋白质二级结构含量决定的结构型有一定相关性,但与蛋白质五大结构型相关性不明显。指出了由氨基酸成分和二级结构含量预测结构型的方案中存在的问题。提出了由蛋白质二级结构序列预测蛋白质结构型的新方法,并给出了预测蛋白质结构型的简明预测规则     

计算生物学分析在基因组编辑研究中的应用

基因组编辑是对基因组遗传信息进行定向改造的技术,其中CRISPR/Cas系统是目前应用最广泛的基因组编辑新技术。将先进的高通量测序以及相关计算生物分析应用于基因编辑研究,可进一步优化基因编辑效率和精度等检测流程,实现对全基因组功能基因筛选的监测。同时,利用基于生物信息及机器学习和深度学习等新方法,可对向导RNA(gRNA)的高效设计和实现对编辑效果的预测。本文将对计算生物学分析在CRISPR/Cas基因编辑系统的应用及研究进展等进行概述。     

挥发性信息化合物与学习行为在平腹小蜂寄主选择过程中的作用

利用Tenax—TA吸附剂法结合气相色谱和气质联用仪,在荔枝叶片中分离鉴定了26种挥发性物质,包括萜类、醇类、醛类、酯类和吲哚等不同种类的化合物,其主要成分为萜烯类物质。利用固相徽萃取仪(SPME)结合气相色谱的方法,从荔枝蝽挥发物中分离得到了5种以上的化合物,(E)-2-己烯醛为主要成分之一。采用“Y”型嗅觉仪进行的行为分析表明,由柞蚕卵饲养的平腹小蜂对荔枝叶片(第一营养级)和寄主卵(第二营养级)的挥发物无明显趋性,而荔枝蝽成虫挥发物对平腹小蜂有显著的吸引作用。进一步的研究表明,学习行为在平腹小蜂寄主选择行为中有重要作用,无学习经历的平腹小蜂对荔枝叶片挥发物及其主要成分子丁香烯无明显趋性,但经过学习经历以后,选择荔枝叶片挥发物以及子丁香烯的平腹小蜂的数量显著多于空白对照。然而,不论有无学习经历,选择荔枝蝽成虫主要挥发物(E)—2—己烯醛的平腹小蜂的数量都明显高于选择空白对照的数量。     

中华蜜蜂ZFP37基因的生物信息学分析及高温下表达特性的研究

锌指蛋白(Zinc finger proteins, ZFPs)是一类在真核生物体内广泛分布的蛋白质。锌指蛋白作为一类转录因子,它能够调控基因的表达和细胞的分化,最近的研究显示其在动植物抗逆方面也发挥着重要作用。本研究对中华蜜蜂Apis cerana cerana ZFP37的蛋白结构进行了预测分析,并通过qRT-PCR分析了中华蜜蜂在遭受高温胁迫时ZFP37的表达情况,进一步了解锌指蛋白在中华蜜蜂应对热胁迫过程中的作用。结果显示,中华蜜蜂ZFP37可编码123个氨基酸,蛋白分子量为13.7 kDa,无跨膜结构。氨基酸同源序列比对结果表明,中华蜜蜂ZFP37序列与蜜蜂科昆虫的相似性最高,与其他膜翅目昆虫的相似性存在差异。基因的表达模式显示,ZFP37在高温下表达升高,此外,胁迫时间的增加也可导致ZFP37表达的升高。这些结果表明ZFP37对于中华蜜蜂应对热应激有重要的生物学意义。     

高体鳑鲏化学预警响应与“个性”行为的关联

化学通讯是水生动物最原始、最普遍和最主要的通讯方式之一。对捕食风险源的回避可以使猎物减少被捕食风险,但如果出现的化学信息并不代表真正的威胁,那么就会导致猎物减少觅食或求偶的机会,从而降低适合度。因此基于能量代价-生态收益的权衡可能导致动物行为决策与化学通讯模式的分化。"个性"行为（Personality）已被证实与动物的行为决定有关,然而,有关鱼类化学预警通讯与"个性"行为关联的研究至今鲜见报道。推测："个性"行为是鱼类的化学通讯模式多样化的重要内因。采捕了广泛分布于我国淡水水域的野生高体鳑鲏（Rhodeus ocellatus）并于半自然状态下探究了：（1）实验鱼对不同化学信息（池水对照组、柠檬新奇信息组、高浓度和低浓度化学预警信息（Chemical alarm cues,CAC）组）的行为响应,（2）实验鱼在新异环境（被转入新栖息地）、新异刺激（新异物理刺激）、新异食物资源下的"个性"行为及其与化学预警响应的关联。结果发现：（1）不同溶液化学信息对实验鱼静止时间与爆发游泳的变化以及摄食个体的比例等参数均有显著影响（P < 0.05）。其中,柠檬组（未知"假风险"）与对照组相比无显著差异（P > 0.05）,实验鱼对不同浓度CAC（已知"真风险"）表现出不同程度的行为响应,高浓度和低浓度CAC均导致摄食个体比例下降（P < 0.05）,但只有高浓度CAC导致静止时间和爆发游泳的变化增加（P < 0.05）。可见,实验鱼对外源化学信息有准确高效的行为应答。（2）实验鱼静止时间比对不同溶液化学预警响应的变化与新异刺激下的活跃性显著负相关（P < 0.05）,但与新异环境下的活跃性无关（P > 0.05）,提示"个性"行为与化学预警响应有关但这种关联可能又有一定的环境依赖性（例如测试环境的稳定性与可预测性）。     

可视化抗体阵列快速联合检测大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌

【目的】建立一种同时快速检测大肠杆菌O157:H7(E.coli O157:H7)和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)的可视化抗体阵列技术。【方法】将免疫学技术与蛋白芯片技术相结合,基于双抗体夹心法检测原理利用蛋白质芯片技术的高通量,结合可视化结果判定技术,用一份样品,同步检测大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌两种病原。【结果】检测结果肉眼可见,检测周期短至90 min,纯菌液检测灵敏度达105 CFU/mL,模拟带菌检测灵敏度为106 CFU/mL,与常规的ELISA灵敏度等同且具有良好的特异性和重复性。【结论】该可视化抗体阵列检测结果肉眼可见,检测通量高,无需大型设备,操作简便,检测成本低廉,同时为快速检测致病菌提供一种新途径。     

microRNAs功能相似性计算方法研究进展

microRNAs(mi RNAs)是一类非编码小RNA分子,在生命过程中发挥着广泛而又重要的调控功能。迄今只有极少数mi RNAs具有明确功能,通过计算mi RNAs功能相似性推测mi RNAs调控功能已成为mi RNAs研究中的一个热点,在mi RNAs功能识别研究中发挥着重要作用。本文综述了计算mi RNAs功能相似性方法的研究进展,总结了各种主流计算方法的算法思想和优缺点,探讨了该领域的进一步发展方向。     

摄食信息对球形棕囊藻和布氏双尾藻竞争结果的影响

浮游动物的摄食信息能增大棕囊藻囊体体积,囊体形成被认为是棕囊藻的诱导性防御机制。利用桡足类火腿伪镖水蚤和异养甲藻海洋尖尾藻释放的摄食信息,研究了诱导性防御对球形棕囊藻和布氏双尾藻的竞争的影响。结果表明,球形棕囊藻接收了火腿伪镖水蚤和海洋尖尾藻释放的摄食信息之后形成更大的囊体。防御启动后的球形棕囊藻比未接收摄食信息的球形棕囊藻更快地形成囊体,且囊体维持的时间更长。对照组和火腿伪镖水蚤摄食信息诱导的球形棕囊藻的生物体积比布氏双尾藻更高,且球形棕囊藻在竞争中占优势;而海洋尖尾藻摄食信息诱导的球形棕囊藻生物体积低于布氏双尾藻,且球形棕囊藻相对布氏双尾藻的竞争力下降。微型浮游动物海洋尖尾藻摄食信息导致球形棕囊藻相对硅藻布氏双尾藻的竞争力的下降,有利于解释硅藻先于棕囊藻发生藻华。     

基于3D模型的生物化学计算机辅助教学改革的应用实践

随着教育信息化的发展,传统生物化学教学的改革已是势在必行.通过结构可视化的计算机辅助方式,可以将生物化学中的物质结构、功能以及代谢等较为琐碎的知识点以三维(3D)模型形式在计算机上直观清楚地加以展示,而代谢反应体系中的重点反应过程则可以动画方式完整呈现出来,有助于加深学生对知识的理解与记忆,且课堂学习形式也更加个性化、...     

神经元信息编码的代谢消耗：动作电位与能量效率

人脑是一个高效、可靠的信息处理系统,它主导着个体的认知、情感、意识与行为,这些功能的实现需要不断地消耗代谢能量.大脑的能量需求主要被神经元信息编码所消耗,相应的亚细胞过程包括产生和传导动作电位、维持静息电位以及突触传递.神经元编码信息的主要载体是动作电位序列,它的产生与传导贡献了大脑的大部分代谢消耗.动作电位的能量消耗受离子通道的生物物理特性控制.生物物理特性的细胞特异性和空间异质性使得动作电位对代谢能量的利用效率呈现高度可变性,它为理解神经元代谢消耗的规律、起因与结果带来了挑战.本文首先介绍参与神经元编码的亚细胞过程及它们在大脑和小脑皮层中的代谢消耗,然后详细梳理近年来关于动作电位代谢消耗的研究成果,重点讨论影响其能量效率的生物物理因素和放电形状特性,并归纳总结放电消耗的特点,最后对未来神经元编码的代谢消耗研究进行展望.