亚洲人阿尔兹海默症miRNA-mRNA网络的生物信息学分析

随着社会人口老龄化加剧,以阿尔兹海默症(Alzheimer's disease,AD)为代表的认知障碍疾病越来越严重地危害着人类的生命健康,带来了巨大的社会和经济负担.然而目前AD的发病机制尚未明确,也未见有效的治疗药物.此外,现有关于AD的机制研究大多数集中在高加索人群,而关于亚洲人群的研究少见报道.收集GEO公共数...     

基因网络相继故障机理分析

癌相关基因在疾病发生与发展过程中的作用机理是非常重要的研究课题。现代数据分析方法,为从基因组数据中推断癌相关基因之间的关联,以及分析基因组的作用机理提供了有效的手段。本文根据基因表达谱数据分别建立了正常组织与神经胶质瘤和肾癌的患病组织的基因互信息网络。用以介数为基础的相继故障模型研究了基因网络结构与鲁棒性之间的关系。定义了网络相继故障节点百分比、平均相继故障规模和相继故障规模比例累积概率等衡量网络鲁棒性的结构参数。通过对照组与实验组之间的比对,我们发现实验组网络比对照组网络更加稳定,并将引起网络大规模相继故障的基因称为结构性关键基因。这些结构性关键基因中的一部分已经被证明与神经胶质瘤或肾癌的发生、发展有密切关系。大多数基因被预测在神经胶质瘤和肾癌的发生中起着激励或抑制作用,需要进一步的试验验证。预测信息为研究癌相关基因提供了新的方向。     

EMBOSS和EMBnet

笔者撰写的“EMBOSS软件包序列分析程序实例”一文,已经在《生物信息学》期刊2021年第19卷第1期发表。此文介绍欧洲分子生物学开放软件包(European Molecular Biology Open Software Suite, EMBOSS)。EMBOSS是欧洲分子生物学网络组织(European Molecular Biology Network, EMBnet)于上世纪九十年代末启动的以欧洲国家为主的国际合作项目,是生物信息学领域中较早投入使用的大型开源软件包。本文基于笔者亲身经历,回顾EMBOSS项目的来龙去脉,讲述EMBnet三十多年来的发展历程,及其对生物信息开发、服务和教育培训等方面的贡献,从某个侧面为读者特别是年轻读者展示生物信息学发展早期的一段历史。     

蛋白质功能预测方法概述

蛋白质是生物体内最必需也是最通用的大分子,对它们功能的认识对于科学领域和农业领域的发展有着至关重要的作用。随着后基因组时代的发展,NCBI数据库中迅速涌现出大量不明结构与功能的蛋白质序列,这些蛋白质序列甚至一跃成了研究的热点。近几十年来蛋白质功能预测的方法不断被完善。由最初的仅基于蛋白质序列或3D结构信息的方法衍生出更多的基于序列相似性、基于结构基序、基于相互作用网络等新方法,这些新型方法采用新的算法、新的研究思路和技术手段,力求得到准确性与普遍性并存,能够被广泛应用的蛋白质功能预测方法。本文综述了近年来蛋白质功能预测的方法,并将这些研究方法分类归纳,各自阐明了每类方法的优缺点。     

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。     

基于蛋白互作和关键作用靶点的网络药理学研究当归四逆汤治疗腰椎间盘突出症的作用机理

基于网络药理学探求当归四逆汤作用于腰椎间盘突出症的作用机理.系统检索中药系统药理学技术平台(TCMSP)、中药潜在靶点数据库(TCM-PTD)获取当归四逆汤药物的有效活性成分45个,作用靶点132个,并将得到的靶点与通用蛋白数据库(Uniprot)中载入的基因名称简称进行匹配.通过检索人类基因数据库(GeneCards...     

基于网络药理学探讨“黄芪-白术-熟地黄”组方防治肾病综合征的作用机制

本研究旨在通过网络药理学方法和分子对接技术探讨黄芪-白术-熟地黄组方(HBS)治疗肾病综合征的作用机制.通过多个数据库获取肾病综合征基因并进行功能模块分解,找出肾病综合征基因参与的主要生物学过程.通过文献以及数据库查找HBS活性成分和基因靶点,筛选出HBS治疗肾病综合征的有效靶点.通过有效靶点的KEGG和GO富集分析,...     

植物口服疫苗的研究进展

植物口服疫苗是通过转基因植物生产,通过口服的方式预防疾病的生物制品.作为一种新型疫苗,其研究开始于三十几年前.由于植物口服疫苗可以最大程度地降低传统疫苗的潜在风险,在疫苗生产中具有优势,因此拥有良好的商业生产前景.植物疫苗价格低廉,生产过程安全,可产生与注射疫苗相似效价效果,无论是在控制养殖业抗生素滥用的情况下作为替代...     

丛枝菌根网络介导的植物间信号交流研究进展及展望

丛枝菌根(arbuscularmycorrhizal,AM)真菌是一类能够与绝大多数陆地植物形成共生关系的土壤真菌,其根外菌丝可以侵染不同植物根系且可以进行菌丝融合,从而形成丛枝菌根网络(arbuscular mycorrhizal networks, AMNs)。AMNs可以在植物之间转运水分及营养元素如碳(C)、氮(N)、磷(P)等,最近研究表明AMNs还可以在植物遭受环境胁迫时向邻近植物传递防御信号,对周围植物起到“预警”作用。目前,关于环境胁迫条件下AMNs介导的信号物质传递研究仍处于起步阶段,许多问题亟待回答。该文首先回顾了目前有关AMNs介导的信号物质传递研究进展,继而梳理了这一研究领域值得进一步探究的科学问题,包括AMNs在植物间传递防御信号的可能途径及相关机制, AMNs介导的信号传递对菌根共生体系的可能影响,以及AMNs研究中常用的技术及其发展,最后讨论了AMNs介导的信号物质传递在作物保护等方面的可能应用。     

衰老相关的蛋白稳态失衡

健康细胞利用一系列蛋白质质量调控网络来维持自身蛋白质组的稳定性和功能性,即维持蛋白稳态。但是在衰老过程中普遍出现蛋白稳态失衡的现象,其主要表现是蛋白质合成、折叠和降解之间的平衡被破坏。造成衰老相关蛋白稳态失衡的原因主要有：(1)应激反应相关途径的转录受到抑制;(2)蛋白酶体活性降低和自噬功能出现障碍;(3)核糖体翻译暂停。另外,在衰老过程中细胞主要通过蛋白稳态网络的分子伴侣、蛋白酶体、自噬系统等对蛋白稳态进行调节。本文对衰老过程中造成蛋白稳态失衡的诱因以及蛋白稳态调控的途径进行综述,以期为衰老研究和解决老年健康问题开拓新思路。