基于微阵列数据的基因网络预测方法研究进展

DNA微阵列技术可同时定量测定成千上万个基因在生物样本中的表达水平,从这一技术获得的全基因组范围表达数据为揭示基因间复杂调控关系提供了可能。研究人员试图通过数学和计算方法来构建遗传互作的模型,这些基因调控网络模型有聚类法、布尔网络、贝叶斯网络、微分方程等。文章对网络重建计算方法的研究现状进行了较为全面的综述,比较了不同模型的优缺点,并对该领域进一步的研究趋势进行了展望。     

明天的生物医学研究

自从动脉粥样硬化是炎性疾病的论点提出后,个体的危险,决定于脂质与种种代谢因子、氧化因子和炎症因子之间的相互关系。受氧化修饰的LDL在动脉内膜水解,产生促炎、趋化性因子,后吸引及活化炎性细胞……。从此,发现参与炎症级联反应的各种细胞因子和细胞因子网络,评估其功能已成为研究的热点。     

基于指纹图谱、多指标定量和网络药理学的蓍草质量标志物预测分析

目的：采用指纹图谱和网络药理学的方法,分析预测蓍草的潜在中药质量标志物（Q-Marker）。方法：采用高效液相色谱法建立蓍草的指纹图谱,对21批蓍草进行相似度评价并对共有峰进行指认和归属,再运用网络药理学方法,构建“成分-靶点-通路”网络图,分析预测蓍草的Q-Marker,并测定其含量。结果：建立了21批蓍草的指纹图谱,相似度均大于0.910,确认了13个共有峰,通过对照品比对指认出6个色谱峰并测定其含量,6个峰分别为绿原酸、异绿原酸B、异绿原酸A、异绿原酸C、百蕊草素Ⅱ和3,4,5-三咖啡酰奎宁酸。经网络药理学分析筛选出发挥抗炎、抗菌作用的绿原酸、百蕊草素Ⅱ和3,4,5-三咖啡酰奎宁酸3个活性成分,38个核心靶点和20条关键通路。初步预测绿原酸、百蕊草素Ⅱ和3,4,5-三咖啡酰奎宁酸可作为蓍草潜在的Q-Marker。结论：预测分析得到的蓍草QMarker,为蓍草药材质量控制提供一定参考,为后续其药效物质基础及作用机制研究奠定基础。     

功能基因组学和蛋白质组学在胚胎植入机制研究中的应用

胚胎植入是人类和哺乳动物生殖过程中的重要步骤,其分子机制至今尚未完全明了.近年来,功能基因组学和蛋白质组学等高通量检测新技术已广泛应用于胚胎植入机制的研究领域.通过从整体上观察胚胎植入过程中基因和蛋白质表达的变化,全面地筛选出大量胚胎植入相关因子,从而为在分子水平上阐明胚胎植入过程中的调控网络打下了基础.     

基于网络药理学和实验验证研究柠檬精油缓解焦虑症的作用机制

基于网络药理学方法探讨柠檬精油(lemon essential oil, LEO)干预焦虑症的作用机制并进行实验验证。GC-MS测定LEO组成,从TCMSP平台挖掘LEO的作用靶点;利用OMIM、GeneCards数据库获得焦虑症靶点;利用Venny获得LEO-焦虑症的交集靶点,进行GO和KEGG富集;利用Cytoscape构建“成分-靶点-通路-疾病”网络,利用1-Click Docking对关键成分与靶点进行分子对接。利用细胞炎症模型进行验证。从构建的网络中得到LEO的19种活性成分如柠檬烯、α-松油醇、β-蒎烯、乙酸橙花酯、4-萜品醇等,通过作用于18个疾病靶点(占总靶点78.26%)如GABRA2、MAO、DRD1、GRIA2等,调控20条信号通路如神经活性配体-受体相互作用、羟色胺能突触、多巴胺能突触等。柠檬精油对DPPH、ABTS自由基有抑制作用,能降低由脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)诱导HaCaT细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平,降低炎症因子NO、TNF-α及IL-6水平。LEO通过多种有效成分多靶点调...     

基于网络药理学及体外实验探究野蚕豆根抗氧化活性及其作用机制

利用网络药理学和体外实验探讨野蚕豆根抗氧化活性物质基础及作用机制。首先,采用DPPH法、ABTS法、清除羟自由基法对野蚕豆根进行体外抗氧化实验验证;通过TCMSP数据库和文献搜索筛选出野蚕豆根中的活性物质,同时收集其作用靶点;借助OMIM、GeneCards数据库获得氧化应激相关疾病靶点;将野蚕豆根成分靶点与氧化应激靶点取交集,通过STRING数据库构建蛋白互作网络(protein-protein interaction networks, PPI);利用R语言对交集靶点进行基因本体(GO,Gene Ontology)富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)富集分析;借助AutoDock 1.5.7软件对核心成分及关键靶点基因进行分子对接,通过Pymol进行可视化操作;利用蛋白质免疫印迹(Western blot)检测进行机制验证。结果显示,野蚕豆根提取物对DPPH自由基、ABTS自由基和羟基自由基有一定的清除能力,其半数抑制浓度(IC₅₀)分别为0.166、0.054和0.1...     

基于景观格局和网络分析法的崇明绿地系统现状和规划的评价

以崇明2005年卫星影像图、土地利用现状图为基础资料,结合崇明绿地系统规划,在地理信息系统支持下,选择崇明本岛面积大于10hm²的绿地作为节点,依照网络分析法,构建了不同的生态网络方案,通过α指数、β指数、γ指数以及成本比等网络结构指数进行不同网络方案的比较,从中选出最优的规划方案。然后在景观分析软件Fragstats支持下,运用景观格局分析方法,选用多种景观分析指数,在斑块类型层次上和景观层次上对崇明绿地系统现状、绿地系统规划以及优化后的生态网络规划方案从景观生态学角度进行了定量分析与评价,并针对现有的绿地系统规划提出了进一步完善的建议。研究结果表明崇明绿地系统规划有效地改善了绿地景观破碎化的问题,绿地斑块形状的复杂性程度增大,景观连接度得到提高,景观多样性和均匀性指数均得到较大幅度提升。而在现有绿地系统规划基础上做出的优化生态网络方案可进一步改善崇明本岛现有绿地系统的数量和质量。同时表明,生态网络分析结合景观格局分析是评价和改善绿地系统规划有效的途径。     

南亚热带不同海拔常绿阔叶林树种叶性状的比较分析

南亚热带地带性植被是季风常绿阔叶林(海拔300～600 m;简称季风林),在中山地带则分布为山地常绿阔叶林(海拔1 000～1 500 m;简称山地林)。山地林的生态价值日益受到重视,但是对其树种的环境适应性仍缺乏足够了解。该研究基于南亚热带典型山地林(广西大明山)和季风林(广东鼎湖山)的固定样地,共测定57种代表性树种的叶形态解剖特征、机械强度和水力学性状,比较不同海拔常绿阔叶林树种叶性状以及多类性状关联性的差异。结果表明,与季风林树种相比,山地林树种叶较厚、比叶面积较小、机械强度较高,有利于提高对较高海拔山区冬季冰冻的适应能力。在2022年夏季持续高温干旱时期,季风林树种的叶水势和水力安全边界均低于山地林。但是大部分树种水力安全边界为正值且种间变异较大,表明不同海拔常绿阔叶林的水力风险较低。不同海拔常绿阔叶林的叶性状网络不同,山地林树种叶水力安全性和效率性无权衡关系,而季风林树种叶经济学性状(如比叶面积)与其他指标的关联性较弱。基于叶性状的研究揭示了南亚热带不同海拔常绿阔叶林树种适应策略的差异性和多样性。     

基因调控网络的模块化组织研究

基因调控网络表现的是大量基因受到转录因子的调控而最终转录翻译为蛋白质进而实现生物功能的复杂信息, 是人们理解生物过程和基因功能的重要内容。为了理解基因调控网络中的调控机理, 网络的拓扑结构及其组织方式是极其重要的研究内容之一。它不仅能说明网络的局部特征, 并且能揭示调控网络的构造方法, 同时还能对调控信号通路进行全面系统的分析。调控网络可分为4层结构: 调控元件、Motif、模块和整个网络。当前, 这种层次结构受到人们越来越多的认可。文中重点讨论motif和模块两层, 比较分析了近年来对网络组织结构的多方面研究内容, 阐述了各个研究结果与结论具有的生物学意义, 并指出了其中存在的问题。在此基础上, 文中还针对这些问题提出了可能存在的研究方向, 并展望了基因调控网络模块化组织的研究前景。     

利用网络开展生物课外活动

网络的信息传播容量大、速度快、范围广 ,双向交互作用性强 ,它在时间、地域、师生的交流方式、学习的内容方法和途径上都是开放性的。利用网络来开展生物课外活动 ,更有利于拓展学生的思维 ,发展学生的能力 ,提高学生的综合素质。1　利用网络开展生物课外活动的内容1.1　宣传生物科普知识　利用校园电视网和校园局域网来进行生物科普知识宣传 ,可使内容更充实、形式更多样。这样 ,更有利于拓宽学生的知识面 ,培养学生热爱大自然、热爱生活的美好情操。例如 :4月至 5月的“爱鸟周”,我们大力进行了爱鸟、护鸟的宣传活动。在宣传栏进行了“爱…