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。     

细胞信号网络功能鲁棒的简并性拓扑特征

细胞信号网络对于外界环境的干扰表现出优良的鲁棒性,但是其维持功能鲁棒的内在机制尚未明确,本文研究了细胞信号网络功能鲁棒性的拓扑特征。选择布尔网络模型模拟细胞网络的动态行为,利用网络节点状态的扰动模拟外界环境干扰。基于演化策略探寻不同网络拓扑的功能并分析其在干扰环境下的鲁棒性,采用埃德尔曼提出的基于信息论的计算方法评估网络拓扑的简并度、冗余度和复杂度等拓扑属性,对比分析它们与功能鲁棒度的相关性及作用机理。结果显示,在网络模型的演化过程中,其拓扑简并度与功能鲁棒度显著正相关,相关性水平高于拓扑冗余度与鲁棒度的相关性。并且,随着鲁棒度的提升,网络的节点数和复杂度也随之升高,同样简并度与网络的节点数和复杂度的相关性高于拓扑冗余度与网络的节点数和复杂度的相关性。这说明增加的网络节点以简并的方式同时提高了网络拓扑的鲁棒度和复杂度。因此,细胞网络功能鲁棒性的拓扑特征是简并而不是冗余,简并为解决生物系统的复杂问题提供了有效手段,为人工系统的可靠性设计提供有益的借鉴。     

拟南芥花粉管与柱头互作的乙醇代谢耦合模型

依据拟南芥公开的代谢途径数据库,构建了基于酶与酶的拟南芥代谢网络模型。利用拟南芥花粉管与柱头互作过程中的转录组数据,挖掘出花粉管与柱头在互作过程中的特异表达基因,进一步将特异表达的酶基因匹配到已构建的拟南芥代谢网络中,根据网络拓扑模型中的节点(酶)之间的共表达关联性,最后给出了一个拟南芥花粉管与柱头互作的乙醇代谢耦合模型。     

基于CNN与LSTM模型的蛋白质二级结构预测

蛋白质结构的预测在理解蛋白质结构组成和蛋白质的生物学功能有重要意义,而蛋白质二级结构预测是蛋白质结构预测的重要环节。当PSSM位置特异性进化矩阵被广泛应用于将蛋白质初级结构序列编码作为输入样本后,每个残基可以被表示成二维空间的数据平面,由此文中尝试利用卷积神经网络对其进行训练。文中还设计了另一种卷积神经网络,利用长短记忆网络感知了CNN最后卷积特征面的横向特征和纵向特征后连同卷积神经网络的全连接共同完成分类,最后用ensemble方法对两类卷积神经网络模型进行了整合,最终ensemble方法中包含两类卷积神经网络的六个模型,在CB513蛋白质数据集测得的Q3结果为77.2。     

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...     

电刺激右后背海马诱导双侧前背海马网络癫痫

目的 :急性强直电刺激右侧后背HPC诱导双侧HPC癫痫电网络形成的细胞机制。方法 :强直电刺激 (6 0Hz,2s,0 .4～ 0 .6mA)大鼠右后背HPCCA1基树突区 ,每隔 10min刺激一次 ,施加 10个刺激串。结果 :①分别抑制双侧CA1神经元单位放电频率 ,对侧的抑制效应更明显 (对侧 :6 2 .94 %± 3.6 8% ;同侧 :36 .6 1%± 3.14 % ,P <0 .0 1) ,出现抑制后爆发式放电。随着刺激串数的增加 ,抑制作用逐渐减弱。②同步原发性网络和单位后放电 ,以同侧CA1多见 (P<0 .0 1)。③ 90Hz或 12 0Hz原发性或继发性网络后放电仅仅累及同侧CA1。④对侧CA3基树突区网络与下托神经元单位放电出现同步继发性后放电 ,反复发作 ,持续约数小时。结论 :电刺激诱导的对侧HPC抑制后爆发式放电和长时程、反复发作的网络与单个神经元同步继发性后放电可能是跨半球癫痫网络形成的重要表现形式。     

The Chloroplast Kinase Network： New Insights from Large-Scale Phosphoproteome Profiling

Protein phosphorylation is one of the most important posttranslational modifications in eukaryotic cells and affects almost all basic cellular processes. The chloroplast as plant-specific cell organelle with important metabolic functions is integrated into the cellular signaling and phosphorylation network. Recent large-scale chloroplast phosphoproteome analyses in Arabidopsis have provided new information about phosphorylation targets and expanded the list of chloroplast metabolic and regulatory functions that are potentially controlled by protein phosphorylation. Phosphorylated peptides identified from chloroplast proteins provide new insights into phosphorylation motifs, protein kinase activities, and substrate utilization. Phosphorylation sites in protein kinases can reveal chloroplast phosphorylation cascades that may network different functions by integrating signaling chains. Our review provides a meta-analysis of currently available chloroplast phosphoproteome information and discusses biological insights from large-scale chloroplast phosphoprotein profiling as well as technological constraints of kinase network analysis.     

植物转录因子家族在耐盐抗旱调控网络中的作用

植物对干旱和高盐环境的适应是一个复杂的生物学过程,涉及多条信号通路的交叉调控。其中,通过转录因子发挥的调控作用对增强植物的耐盐抗旱特性具有重要意义。结合最近的相关研究,重点综述了植物中的MYB、b ZIP、WRKY、NAC、AP2/ERF等各类转录因子在响应高盐干旱胁迫的信号通路中与ABA信号通路、ROS信号通路、Sn RK2信号通路及H2O2信号通路等存在的交叉整合作用,以期为利用基因工程手段增强植物的耐盐抗旱性提供更有效的改良途径。     

神经元周围基质网络在调节认知功能及阿尔茨海默病中的作用

神经元周围基质网络(perineuronal nets,PNNs)是一种特殊的细胞外基质结构,具有调节突触可塑性、稳定突触和保护神经元免受氧化应激损害等多种复杂功能.PNNs参与认知的发展过程,包括编码、巩固和更新记忆,在神经可塑性和记忆调节中发挥着重要作用,而认知功能障碍是阿尔茨海默病(Alzheimer's dis...