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基因组学和医学生物信息学(2)
生物信息学是在20世纪80年代随人类基因组计划(HGP)的启动而兴起的新学科,是生物科学与数学、统计学、物理学和化学、计算机科学和计算机技术相结合的综合性交叉学科,它的兴起立即渗透到医学基础与临床科学研究的各个领域之中.生物信息学的基本内容有对基因组研究的数据进行分析、综合、建立起数据库,研究设计生物信息的分析工具,建立起计算机网络,开展功能基因组的研究及建立功能和结构的模式,研究开发先进的基因学技术产品--基因芯片.每个基因芯片上含有40万个位点,每个位点代表一条DNA信息.生物信息学成为生命科学发展的重要工具.生物信息技术在人类疾病的病因、病机识别,基因与蛋白质的结构、功能、表达等方面的研究和发展中发挥关键作用,在基因、蛋白质缺陷的病理变化识别中起重要作用.
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mTOR通路通过 CD44促进神经元再生机制的研究
目的：：神经损伤类疾病的治疗一直是困扰医学界的难题,主要由于神经元损伤后难以再生,因此,阐明神经元内再生的机制是治疗神经损伤类疾病的关键。研究表明mTOR信号通路是提高神经元内在再生能力的重要因素,激活mTOR可有效促进神经纤维的再生,但其作用机制尚不清楚,我们利用生物信息技术检索到mTOR通路与神经再生相关的蛋白质阵列,发现细胞粘附分子CD44与轴突再生密切相关。本研究观察mTOR通路激活后,相关CD44分子表达是否上调及其与神经元突起生长的内部联系,探讨mTOR通路是否通过CD44分子促进神经元突起生长,进而提高神经元的再生能力。方法：(1)体外培养SH-SY5Y细胞,10μMol/L全反式维甲酸诱导SH-SY5 Y细胞分化,使其具有成熟神经元的特征。(2) RNAi技术对诱导分化的SH-SY5 Y细胞PTEN基因干扰。结果：24 h后RT-PCR结果显示PTEN基因的转录水平与对照组相比明显下调。36 h后Western blot结果显示干扰组细胞的mTOR与Ps6 K蛋白的表达水平与阴性对照组和空白对照组相比明显上调,说明PTEN 抑制激活了mTOR通路。干扰PTEN基因24h之后,RT-PCR结果发现实验组CD44转录水平上调,与阴性对照组和单纯诱导组相比差异显著。(3) image proplus 6.0分别对各实验组细胞进行轴突长度测量,并将各组数据分别进行统计学分析结果表明PTEN干扰组细胞的突起长度明显长于单纯诱导组和阴性对照组。 PTEN RNAi与CD44 RNAi共同干扰后,PTEN单纯干扰组细胞轴突长度明显长于共同干扰组和单纯诱导组细胞的轴突长度,差异显著。结论：mTOR通路激活后通过CD44分子表达上调促进神经细胞轴突生长。
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通过个性化诊断实现精准医学和现有临床实践模式的转变
近听到多的就是"精准医学",那什么是精准医学?精准医学是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术,结合患者生活环境和临床数据,实现精准的疾病分类及诊断,制定具有个性化的疾病预防和治疗方案.
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生物信息分析细粒棘球绦虫EgA31蛋白T细胞及B细胞的优势抗原表位
背景:EgA31蛋白是参与成虫吸盘肌收缩的一类蛋白,是细粒棘球蚴绦虫保护性免疫中重要的候选疫苗分子.目的:应用生物信息学方法对细粒棘球绦虫EgA31蛋白进行分析,预测其可能的T细胞及B细胞优势抗原表位.方法:从GenBank中获取EgA31蛋白的氨基酸序列(GenBank登记号为AAC21558.1),利用ProtParam在线程序分析EgA31蛋白的分子质量、理论等电点、氨基酸组成、原子组成、消光系数、不稳定系数和总平均疏水性,DNAstar Protein模块、SOPMA在线服务器分析蛋白二级结构,Phyre的同源建模服务器预测其蛋白质三级结构,后通过ABCpred、BepiPred、SYFPEITHI、IDBE等软件联合预测细粒棘球绦虫EGA31蛋白的T细胞及B细胞的优势抗原表位.结果与结论:①EgA31蛋白由601个氨基酸组成,其中含有112个强碱性氨基酸,121个强酸性氨基酸,归类为不稳定且亲水性蛋白;②在线分析发现,EgA31蛋白的二级结构中α-螺旋约占82.36％,延长链约占4.16％,β-转角约占3.16％,无规则卷曲约占10.32％;③通过ABCpred、BepiPred、SYFPEITHI、IDBE等软件联合分析后预测了4段优势T细胞抗原、6段优势B细胞抗原以及1段T-B细胞联合表位;④生物学信息方法能较为全面地预测细粒棘球绦虫EgA31蛋白的优势T细胞及B细胞抗原表位,为进一步研制疫苗和检测试剂奠定了基础.
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CGAP:构建肿瘤研究领域的生物信息技术平台
美国癌症研究所在1996年发起了癌肿基因组解剖计划(CGAP),其目的在于创建一系列工具以获知与肿瘤相关的基因、蛋白质及其它生物标记物.近年来,生物信息技术的发展为其计划的实施提供了丰富的生物信息资源.常用的生物信息技术有:表达序列标签(EST)、Unigene、基因表达系列分析(SAGE)和数字化差异表达(DDD),四种方法各有其优势,共同成为生物信息技术的组成部分.本文综述了上述生物信息技术在CGAP中的应用,并预测了其未来的发展趋势.
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Medinfo2015世界生物医药健康信息学华语论坛在巴西圣保罗召开
第15届国际医药信息学大会(Medinfo2015)世界生物医药健康信息学华语论坛于2015年8月22日在巴西圣保罗隆重召开,主题为"eHealth-enable health"(电子健康,助力健康).大会共有来自近70个国家的1116名代表参加,并收到来自59个国家和地区的近800篇论文.大会设有6场主题讲座、179篇论文口头汇报、278篇海报展示、30个工作坊、27项专家讨论、21项专题培训和17场学术研讨会.来自世界各地的医学精英齐聚圣保罗,共同分享电子健康和生物信息技术在医疗保健、护理、公共卫生和生物医学研究及实践等领域的重要成果.会上,来自中国内地的20多位学者向生物医药信息学界同仁展示了我国在该领域进行研究和技术创新的新成果.
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基因诊断在口腔种植中的研究进展
对种植修复效果的评价是种植技术中的一个重要问题.随着生物信息技术的不断开发和完善,人们得以更为快速准确地分析总结生物信息资料.运用这些信息资料,人们可以通过基因诊断在分子水平上更为清楚地了解细胞组分的相互关系以及它们的生物活性与疾病发生的关联.基因诊断为口腔种植及其疗效的评价提供了一种新的手段.
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小鼠糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白生物信息学分析
目的 获取小鼠糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白(GITR)氨基酸序列,并预测其结构和功能.方法 利用网络平台及相关生物学软件对小鼠GITR氨基酸序列进行生物信息学分析.结果 小鼠GITR氨基酸序列与人等其他物种具有56％的同源性,具有信号肽、胞外区、跨膜区及胞内区等结构;小鼠GITR蛋白胞外区位于第22～153号氨基酸序列区间;可能含有4个N-糖基化位点、4个丝氨酸磷酸化位点、1个苏氨酸磷酸化位点以及1个酪氨酸磷酸化位点.结论 小鼠GITR氨基酸序列的生物信息学分析为进一步表达该蛋白及其相关功能研究奠定了基础.
关键词： 小鼠 糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白 氨基酸 生物信息技术 -
细粒棘球蚴AgB 1、AgB2、AgB4抗原表位的特性分析
目的：分析新疆细粒棘球蚴AgB1、AgB2、AgB4蛋白的氨基酸序列，了解其蛋白二级结构特点，预测抗原表位，为包虫病的进一步免疫学诊断和研究提供理论支持。方法利用生物信息分析软件 DNAstar分析3种抗原的蛋白二级结构特点，运用在线软件 IEDB对3种抗原各参数进行综合分析并预测其抗原表位。结果EgAgB1、EgAgB2和 EgAgB4分别是由78、90、91个氨基酸残基组成的不同多肽。其蛋白质二级结构中均有α-螺旋、β-折叠、转角区域和卷曲区域。综合分析各参数推测 EgAgB1具有2个抗原表位，分别是14～23位氨基酸残基（DDGLTSTSRS）、37～42位氨基酸残基（RDPLGQ）。推测 EgAgB2的2个抗原表位分别为41～49位氨基酸残基（DFFRNDPLG）、83～90位氨基酸残基（EEKDDDSk）。EgAgB4可能含有的2个抗原表位分别是43～50位氨基酸残基（RSDPLGQR）、84～89位氨基酸残基（EEEDDS）。结论采用生物信息技术对新疆细粒棘球蚴 AgB1、AgB2、AgB4进行B细胞表位特点的研究和分析，对更准确诊断包虫病具有重要意义。
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细粒棘球绦虫蛋白egG1y162-1、egG1y162-2的抗原表位比较
目的 分析蛋白egG1y162-1、egG1y162-2的氨基酸序列,了解其理化性质及二级结构特点,预测比较其抗原表位,为包虫病的免疫学诊断及表位疫苗的研制提供理论依据.方法 采用生物信息学技术,利用在线软件ProtParam分析egG1y162-1和egG1y162-2的理化性质,使用DNAstar软件的protean等程序分析egG1y162-1和egG1y162-2蛋白的二级结构特点,运用在线软件IEDB等对egG1y162-1和egG1y162-2蛋白各参数进行综合分析并预测其抗原表位.结果 综合分析各参数预测egG1y162-1的优势B细胞表位为9～28位氨基酸残基(LTKELKT-TLPEHFRWIHVGS),egG1y162-1上29～36位氨基酸残基(RSLELGWN)区域可能存在人鼠共同T细胞抗原表位;egG1y162-2的优势B细胞表位为25～39位氨基酸残基(EGLKPSTFYEV-VVQAFKGGS)、41～60位氨基酸残基(KGGSQVFKYTGFIRTLAPGE),egG1y162-2上26～41位氨基酸残基(GLKPSTFYEVVVQAFK)区域可能存在人鼠共同T细胞抗原表位.结论 通过对细粒棘球绦虫蛋白egG1y162-1、egG1y162-2进行抗原表位分析,发现二者均存在评分较高的优势T表位和B表位,且存在人鼠共同T表位,而egG1y162-2的各方面指标要优于egG1y162-1,这对包虫病的诊断和疫苗研究有重要意义.
关键词： 细粒棘球绦虫 egG1y162-1 egG1y162-2 生物信息技术 抗原表位
