糖酵解途径相关基因与植物乳杆菌生理行为的相关性

研究pgm、fba、gap过表达对植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）LR-1的抗逆性、黏附和生物被膜形成的影响。结果表明，pgm、fba基因的过表达可提高植物乳杆菌LR-1的耐热性、耐酸性和抗胆盐性，这两个基因的过表达促进了该菌株生物被膜的形成和黏附。gap基因的转录水平对植物乳杆菌LR-1的抗逆性、生物被膜形成和黏附没有显著影响。pgm、fba、gap的上调提高了该菌株tuf、luxS的转录水平。这种增加在过表达pgm、fba的重组菌株中比在过表达gap的重组菌株中高。此外，生物信息学分析表明，pgm、fba可与多条途径相关的基因相关联。本研究揭示糖酵解途径相关基因在调节植物乳杆菌的抗逆性、黏附和生物被膜形成中的新作用。     

转香蕉MaASR1基因的拟南芥株系在干旱胁迫条件下的表达谱分析

干旱是最重要的环境胁迫,香蕉MaASR1基因在植物响应逆境胁迫时发挥着重要作用,为了深入研究MaASR1基因的过表达使拟南芥抗旱的分子机制,利用全基因组表达芯片来广谱的筛选MaASR1基因转入后自然条件下及干旱处理条件下差异基因的表达情况。对基因芯片的结果进行了详细的生物信息学分析及相关基因的RT-PCR验证,结果表明MaASR1基因异源表达的拟南芥株系在自然生长条件下共有747个差异基因,其中上调基因559个,下调基因188个;在干旱胁迫条件下共得到653个差异基因,其中上调基因256个,下调基因397个;MaASR1基因的转入可以通过影响激素、光合作用、锌指蛋白及不依赖ABA途径的DREB2A等相关基因的表达来提高拟南芥的抗旱性。为解析MaASR1基因作为转录因子提高植物抗旱能力的分子机制奠定基础。     

枸杞子促进虹膜色素上皮细胞定向分化治疗视网膜色素变性的分子网络调控机制研究

目的:基于生物信息学和网络药理学方法探究枸杞子（LF）促进虹膜色素上皮细胞定向分化治疗视网膜色素变性（RP）的分子网络调控机制。方法:在中药系统药理学数据库和分析平台（TCMSP）检索LF的主要活性成分及其可能的作用靶点；从GEO数据库下载GSE81058基因表达谱数据，采用R软件构建虹膜色素上皮细胞（IPE）和视网膜色素上皮细胞（RPE）差异表达基因火山图和聚类热图；采用STRING数据库构建LF成分-靶点和IPE-RPE差异表达基因的蛋白质-蛋白质交互网络（PPI），运用Cytoscape提取交集网络基因；通过DAVID数据库对交集基因进行基因本体和信号通路分析；采用cytoHubba分析LF作用于IPE的关键靶点。结果:共获得LF的化学成分188个，其中主要的入血活性成分36个，这些活性成分可能作用的靶点201个；IPE与RPE主要的差异表达基因有142个，其中上、下调基因各71个；发掘得到105个与LF促进IPE分化以治疗RP的相关基因靶点；LF作用于这些靶点涉及的生物学过程包括调节细胞分化、调节视网膜层形成等，相关的分子功能主要涉及转录共激活剂活性、离子通道活性等，主要富集于细胞质、高尔基体、细胞核等区域；LF作用于IPE涉及的分子机制包括调控PI3K-Akt信号通路、神经活性配体-受体相互作用通路等；LF促进IPE分化主要作用于SPP1、MMP9等十个关键靶点。结论:IPE与RPE具有明显差异的基因表达谱，LF的有效活性成分可作用于这些差异表达基因，促进IPE细胞分化为RPE，从而治疗RP。本研究可为细胞移植与中医药联合的中西医结合疗法应用于RP的临床治疗提供科学依据。     

生物信息学分析肾透明细胞癌相关分子标志物及其关键通路

目的生物信息学可以从基因组相关数据库中获取海量数据,从而系统、全面地揭示肿瘤的发生、发展的规律。本研究通过生物信息学分析肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)相关分子标志物及其调控的关键通路。方法从TCGA网站下载ccRCC RNA测序数据,运用生物信息学方法比较ccRCC及其配对癌旁组织两者差异表达基因,接下来通过DAVID分析ccRCC形成的关键通路。另外,通过对一部分代表性基因进行ROC曲线与生存曲线分析探讨其对ccRCC诊断及预后的价值。结果我们筛选到3318个ccRCC高表达基因及2817个ccRCC低表达基因。发现ccRCC高表达基因主要涉及信号通路有signal、Secreted、disulfide bond、acute phase等。ccRCC低表达基因主要涉及信号通路有glycoprotein、ion transport、Sodium transport、signal等。通过ROC曲线分析发现CA9、FABP6、NDUFA4L2、CRP、BIRC7、CCL18对ccRCC均有很好的诊断价值。同时发现FABP6作为一个ccRCC高表达新基因,其表达量的高低与ccRCC患者中位生存时间的长短明显相关(P=0.0048)。结论我们通过生物信息学筛选了一批ccRCC新的肿瘤标志物,这为肾透明细胞癌诊断、预后及后续靶向治疗研究提供了基础。     

牦牛DIO2基因克隆及其在骨骼肌的表达分析

为探索DIO2基因调控牦牛骨骼肌发育及肌纤维类型组成的潜在功能,克隆DIO2基因CDS序列并进行相关的生物信息学分析,以及比较分析其在牦牛骨骼肌的差异表达.结果显示,DIO2基因的CDS全长为789 bp,编码132个氨基酸.序列同源性比对及系统进化树分析发现,牦牛DIO2基因与普通牛的亲缘关系最近,核酸及蛋白序列与普通牛一致;与小鼠的亲缘关系较远,序列同源性仅为86.75%和87.12%,与原鸡的亲缘关系最远,二者的同源性分别为79.17%和76.30%.理化性质预测表明DIO2蛋白为不稳定疏水性蛋白,有跨膜结构域,具有24个磷酸化位点,蛋白结构为无规则卷曲、α-螺旋和延伸链三者交替出现.采用实时荧光定量PCR分析显示,DIO2基因在牦牛的脾、肺等内脏组织表达无显著差异;在背最长肌和半腱肌的表达量显著高于脂肪和肝脏组织(P<0.01).此外,DIO2在金川牦牛半腱肌的表达量显著高于麦洼牦牛(P<0.05).以上结果为研究DIO2在牦牛骨骼肌的功能提供参考资料.     

藏鸡PPARα基因克隆与生物信息学分析

为阐明藏鸡PPARα基因的结构及功能,利用RT-PCR方法对PPARα基因进行克隆,并进行生物信息学分析.结果表明:克隆获得包括完整开放阅读框的藏鸡PPARα基因序列1430 bp,开放阅读框1404 bp,编码468个氨基酸;藏鸡PPARα蛋白分子量为52.23 ku,等电点为5.85,为不稳定酸性蛋白,存在27个磷酸化位点和4个糖基化位点,无信号肽和跨膜螺旋结构.预测其二级结构中α-螺旋占37.61%,β-折叠占16.67%,无规则卷曲比例占45.73%.该研究结果为揭示PPARα在藏鸡脂代谢中的作用奠定了基础.     

生物信息学在生物医学与药物开发中的应用

生物信息学是利用计算和分析工具收集、解释生物学数据的学科,随着高通量质谱技术的出现及其在疾病基因组、蛋白质组学研究中的应用,生物信息学在解读基因组、转录组及蛋白质组学分析产生的海量数据中发挥着越来越重要的作用。     

基于质谱和生物信息学分析的小菜蛾蛋白质鉴定

本研究以非模式昆虫小菜蛾Plutella xylostella为材料,对比2,3,4龄幼虫的蛋白质组双向电泳图谱,得到24个蛋白质差异点,从中选取了编号为1111的差异表达蛋白质点进行质谱鉴定和生物信息学分析。采用胶内酶解的多肽进行MALDI-TOF/TOF分析,获得该点的肽质量指纹图谱(PMF)及串联质谱(MS/MS)图谱。将获得的PMF分别用MASCOT和ProFound等常用软件在NCBInr的Metazoa蛋白质数据库进行搜索,匹配结果不理想。进一步用PMF+MS/MS谱图搜索NCBInr的Metazoa蛋白质数据库,以及小菜蛾EST数据库。在NCBInr库中匹配结果为拟暗果蝇Drosophila pseudoobscura中的一种假定蛋白GA18218-PA,而用EST库搜索的结果为家蚕Bombyx mori的ATP合酶的亚基。为验证搜索结果,将该蛋白质点进行磺基异硫氰酸苯酯(SPITC)化学衍生后de novo测序,最后确认该点可能为ATP合酶的一个亚基。最后着重讨论了蛋白质的质谱鉴定与生物信息学分析的联合使用,希望据此选择出最适合于非模式昆虫蛋白质组学鉴定的方法。     

生物信息学技术研究

对生物信息学的产生背景及概念进行论述,对生物信息学、计算生物学、基因组信息学等概念进行区别,重点对生物信息学的研究内容进行综述,并对研究的热点问题进行讨论,最后对发展前景提出展望.     

生物信息学进展浅析

生物信息学是80年代以来新兴的一门边缘学科,信息在其中具有广阔的前景.伴随着人类基因组计划的胜利完成与生物信息学的发展有着密不可分的联系,生物信息学的发展为生命科学的发展为生命科学的研究带来了诸多的便利,对此作了简单的分析.