一个新的多序列比对算法

多序列比对是生物信息学中基础而又重要的序列分析方法.本文提出一种新的多序列比对算法,该算法综合了渐进比对方法和迭代策略,采用加权函数以调整序列的有偏分布,用neighbor-joining方法构建指导树以确定渐进比对的顺序.通过对BAlibASE中142组蛋白质序列比对的测试,验证了本算法的有效性.与Multalin算法比较的结果表明,本算法能有效地提高分歧较大序列的比对准确率.     

基于DNA序列K-tuple分布的一种非序列比对分析

文章在基因组K-tuple分布的基础上, 给出了一种推测生物序列差异大小的非序列比对方法。该方法可用于衡量真实DNA序列和随机重排序列在K-tuple分布上的差异。将此方法用于构建含有26种胎盘哺乳动物线粒体全基因组的系统树时, 随着K的增大, 系统树的分类效果与生物学一致公认的结果愈加匹配。结果表明, 用此方法构建的系统进化树比用其他非序列比对分析方法构建的更加合理。     

Toll样受体5和鞭毛蛋白的相互作用影响宿主区分病原菌和益生菌（英文稿）

【目的】大量的证据表明机体正常的免疫活动在很大程度上依赖于免疫系统和肠道菌群的相互作用,具体表现为免疫系统对病原菌进行免疫清除而对益生菌耐受。其中,免疫系统的Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)和来自肠道菌群的微生物相关的分子模型(Microorganism associated molecular patterns,MAMPs)被认为在宿主免疫系统对病原菌和益生菌的区分中发挥了重要作用,因为TLRs对MAMPs的识别能够激活先天性和获得性免疫反应。在TLRs对MAMPs的识别中,只有TLR5对细菌鞭毛蛋白的识别是基于蛋白-蛋白的相互作用,比较容易对其结合方式进行研究。因此,我们研究的主要目的就是要确定TLR5与鞭毛蛋白的相互作用是如何影响宿主区分病原菌和益生菌的。【方法】构建了多种肠道细菌(包括益生菌和病原菌)鞭毛蛋白的系统发育树,并比对了鞭毛蛋白的TLR5识别序列。【结果】发现病原菌和益生菌的鞭毛蛋白序列有所不同,尤其是TLR5结合并识别的鞭毛蛋白位点。【结论】病原菌和益生菌不同的鞭毛蛋白识别区域可能是鞭毛细菌适应TLR5识别下生存的结果,据此宿主能够对病原菌和益生菌进行区分。此外,相关研究表明TLRs在肠上皮细胞的分布具有基底侧和顶端的两极性,能够分别引发对病原菌的免疫反应和对益生菌的免疫耐受,从而抵御病原菌的入侵感染、与益生菌和平共处。鞭毛蛋白和TLR5蛋白的相互作用反映了肠道菌群和免疫系统在分子层面的相互作用和共同进化,是宿主区分病原菌和益生菌的分子机制之一。     

中国森林生物多样性监测网络: 二十年群落构建机制探索的回顾与展望

中国森林生物多样性监测网络(CForBio)目前已经沿纬度梯度从寒温带到热带布设23个大型森林动态样地, 监测1,893种木本植物, 代表我国木本植物种类的近1/6。CForBio的主要目标之一是研究森林群落的构建机制。本文综述了近20年来CForBio在群落构建机制探索方面取得的进展, 包括生物多样性时空格局、生境过滤、生物相互作用、局域扩散和区域因素以及利用新技术取得的新认知等。CForBio研究发现: (1)生境过滤和扩散限制共同决定种-面积关系及β多样性等多样性格局, 但二者的相对作用在不同样地及不同尺度存在差异; (2)生境过滤对局域群落构建的作用广泛存在, 但很难量化其对群落构建的重要性; (3)同种负密度制约在不同气候带样地普遍存在, 负密度制约的强度主要由植物菌根类型介导, 并随植物生活史类型、功能性状及环境变化而变化; (4)扩散限制在局域群落构建中发挥关键作用, 而区域因素如区域地质历史、区域物种库大小等塑造不同生物地理区群落之间的生物多样性差异; (5)宏观和微观两个方面的新技术促进群落构建机制的研究。在宏观方面, 遥感技术以低成本使大范围、多尺度的连续群落生物多样性监测和时空比较研究成为可能; 另一方面, 叶绿体基因技术和代谢组学等微观技术能促进推导群落构建的分子机制。同时, 本文还总结了以往研究的不足, 并展望了基于森林动态样地开展群落构建机制研究的未来发展, 特别强调了: (1)关注群落构建研究中的尺度问题; (2)深入开展多维度(物种、功能和系统发育)、多营养级生物互作相关的研究; (3)拓展全球变化对群落构建影响的研究; (4)融合观测-实验-模型多种手段开展群落构建机制的研究; (5)连结“群落构建理论研究”和“森林管理实践”。总之, 中国森林生物多样性监测网络的长期监测和联网研究是森林群落构建机制研究的重要基础, 也是推动群落构建理论、解决森林管理难题的重要平台。     

准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白基因Mpafp149的生物信息学分析

利用生物信息学方法对准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白基因Mpafp149所编码蛋白MPAFP149进行分析,分别从氨基酸组成、理化性质、二三级结构和功能、进化关系等方面进行预测。结果表明MPAFP149与其他昆虫抗冻蛋白在氨基酸水平上具有79％的相似性,二级结构上预测其为水溶性蛋白,含有信号肽和跨膜区。三级结构上与黄粉虫抗冻蛋白YL-1具有较高的相似性,并且具有昆虫抗冻蛋白所特有的结构域。本研究为准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白功能的研究鉴定了基础。     

大豆BAC克隆基因注释

根据来源于大豆BAC克隆库中的基因组序列,与其比对的基因或蛋白质序列可以从一些数据库中搜索,如GenBank序列数据库、EMBL数据库、PDB数据库等,然后利用NCBI的Entrz程序在数据库中搜索大豆基因类似物,获取其登录号及核苷酸序列,以及这些基因编码的氨基酸序列,通过GENSCAN等软件分析,得出的是与拟南芥等物种序列比对的结果,根据GENSCAN的预测结果,可以初步得知序列长度、基因数目及具有编码某种功能蛋白的基因存在的可能性,进而对预测出的氨基酸或核苷酸序列利用数据库NCBI中的BLAST进行序列的相似性搜索及比对分析,寻找其保守区域。最后对其功能基因进行注释。     

多序列渐进式比对算法研究与比较

多序列比对是一种重要的生物信息学工具,在生物的进化分析以及蛋白质的结构预测方面有着重要的应用。以ClustalW为代表的渐进式多序列比对算法在这个领域取得了很大的成功,成为应用最为广泛的多序列比对程序。但其固有的缺陷阻碍了比对精度的进一步提高,近年来出现了许多渐进式比对算法的改进算法,并取得良好的效果。本文选取了其中比较有代表性的几种算法对其基本比对思想予以描述,并且利用多序列比对程序平台BAliBASE和仿真程序ROSE对它们的精度和速度分别进行了比较和评价。     

维氏气单胞菌MreB蛋白的结构分析及其系统发育学意义

【目的】认识维氏气单胞菌Mre B蛋白的各级结构,研究Mre B蛋白的保守性与作为分子标记工具的可靠性。【方法】应用Prot Param、Predict Protein和SWISS-MODEL等在线软件分别分析蛋白的一级结构及理化性质,预测蛋白二级、三级结构;利用Clustal X 2.0、ESpript 3.0和MEGA 6等软件对几类细菌中的Mre B蛋白进行氨基酸序列比对分析和系统发育学研究。【结果】维氏气单胞菌Mre B蛋白是由346个氨基酸组成的酸性蛋白,主要定位于细胞膜上;蛋白二级结构主要由α-螺旋、扩展长链和无规则卷曲结构构成,其中无规则卷曲所占比例最高;同源建模的结果显示蛋白的三级结构中含有12个α-螺旋结构、5个β-折叠结构、8个β-发夹结构、22个β-转角和4个γ-转角。【结论】获得了维氏气单胞菌Mre B蛋白详细的理化信息,同源建模构建的模型具有合理的空间结构,PROCHECK评分较高,为实验研究提供了一定的结构基础;Mre B蛋白具有保守位点与结构保守性,属高保守蛋白,且变异度适宜,可作为分子标记工具应用于细菌的分类鉴定。     

多序列比对程序及使用技巧

多序列比对能够揭示出一系列DNA或蛋白质序列之间的关系，发现序列间的保守区域主要介绍了几种较为常用的多序列比对程序及其使用技巧．     

人乳头瘤病毒疫苗临床血清学ELISA检测方法比对研究

目的为保证人乳头瘤病毒疫苗临床血清抗体检测的准确性和有效性,对ELISA检测方法进行了比对研究。方法采用编盲的200对血清,分别在两个不同实验室使用ELISA法进行HPV16、HPV18型抗体检测,并对结果进行统计学分析。结果两个实验室对免前、免后血清的16、18型抗体检测结果,阴阳性符合率均大于93%,统计学分析显示两个实验室的检测结果差异无统计学意义。免后血清HPV16型抗体几何平均效价比值为1.10,HPV18型比值为1.17,均在预先设定的范围内。结论该方法在两个不同实验室的检测结果一致性良好,可用于HPV疫苗临床血清学样本的检测。