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从全基因组规模的基因表达水平来评估个体的健康状态
按照分子生物学"中心法则"的基本内容,生物信息从DNA到RNA再到蛋白质;蛋白质是生命现象的终体现形式.因此研究生命现象,特别是寻找疾病相关的分子标记物,理论上利用蛋白组学的理论和方法来寻找的分子标记物是能贴近解释生命现象的理想标记物.由于目前基于蛋白组学的研究相对于基因组学的研究在技术方法上还明显滞后.例如蛋白组学中常用的二维电泳法,在高分辨率的时候也只能有效分离2000到3000种蛋白质,而在此基础上开展寻找蛋白表达差异的分辨率就比较低.人类基因组计划完成后,依据人类基因组序列特征已经预测到人类基因组有约3万个基因,一张基因芯片能够全部承载所有的基因序列信息,从而能够实现通过一次基因芯片实验检测人的全部基因mRNA的表达情况.
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中国地区丙型肝炎病毒的NS5A基因序列及干扰素敏感决定区特征分析
丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus,HCV)NS5A基因编码的ISDR、PKRBD和V3等区域氨基酸序列的变异与HCV对干扰素-α( interferon-α,IFN-α)治疗的不同反应性有关[1-6],了解NS5A基因的序列特征及干扰素敏感决定区(IFN Sensitivity Determining Region,ISDR)的氨基酸序列有助于进一步研究中国地区HCV的致病性及HCV相关肝炎的药物治疗与预后.笔者选取了美国国立生物技术信息中心数据库(NCBI)中发表的中国地区HCV多聚蛋白的核苷酸和氨基酸序列及NS5A蛋白的部分氨基酸片段,对NS5A基因序列及ISDR氨基酸序列进行多序列比对、聚类分析、相似性分析及氨基酸变异位点分析,分析中国地区HCV的NS5A基因序列及ISDR特征,现将结果报道如下.
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地黄Aux/IAA家族基因RgIAA1的克隆和表达分析
为了克隆地黄Aux/IAA家族基因RgIAA1,分析地黄RgIAA1的时空表达特性及对逆境胁迫的响应.以拟南芥At IAA 14的cDNA序列为探针在地黄转录组数据库中进行比对,应用生物信息学方法分析RgIAA1的序列特征及进化关系,以实时荧光定量PCR技术检测Rg IAA1在地黄不同组织以及逆境胁迫下的表达量.结果表明,获得1条903 bp的cDNA序列,包含一个681 bp完整的开放阅读框(ORF),编码226个氨基酸,具有Aux/IAA家族蛋白的典型结构域和特征序列.RgIAA1在地黄不同组织中的表达呈差异表达,其中在地黄幼嫩叶片里表达强度大,其次为茎,且随着叶片的伸展,RgIAA1表达强度不断降低.在连作时RgIAA1的表达量升高,NaCl和渍水胁迫下RgIAA1的表达量降低.实验首次克隆了地黄Aux/IAA家族基因RgIAA1,为阐明其在地黄生长发育和逆境胁迫中的分子功能奠定基础.
关键词： 地黄 Aux/IAA家族基因 序列特征 表达分析 -
埃及伊蚊表皮结构基因AaCPR100 A序列特征和表达特性分析
AaCPR100A是本实验室从埃及伊蚊RNAseq数据库中获得的预测与表皮结构相关的基因.本文拟通过生物信息学和分子生物学技术,探究埃及伊蚊表皮AaCPR100A基因的序列特点,并分析其在埃及伊蚊的时空表达特征.埃及伊蚊表皮AaCPR100A蛋白序列AaCPR100A ORF长度为765 bp,编码254个氨基酸,蛋白分子量约为28.6 kDa,1～16位氨基酸残基为信号肽,其氨基酸序列中含有表皮蛋白CPR家族中的RR-1基序.埃及伊蚊与白纹伊蚊、 致倦库蚊、 冈比亚按蚊和黑腹果蝇的氨基酸同源性分别为95％、72％、61％、54％.qRT-PCR结果显示AaCPR00A基因在表皮和卵期表达量高,并随发育阶段呈现显著递减变化.结果表明,埃及伊蚊AaCPR100A表达具有时空和组织特异性特征.
关键词： 埃及伊蚊 AaCPR00A基因 表皮形成 序列特征 表达模式 -
一个RNA剪接调控元件分类方法的研究
序列分类方法被广泛应用于各种生物信息学问题,例如转录调控元件识别和蛋白结构预测.本研究设计了一个新的基于序列特征的分类方法,并将其用于RNA剪接调控元件的研究.该方法从已知剪接元件中抽取序列特征,构建一个打分算法,由此预测未知元件RNA剪接调控功能.作为应用实例,采用已知外显子剪接增强子和沉默子(ESE和ESS)八联体作为实验数据,对本方法和若干已知常用方法的预测结果进行比较,3类计算验证实验中的平均预测精度为93％,表现出良好预测精度,且其透明的预测结构可帮助进行生物解释.该研究提供了一种可用于分析生物序列数据的新方法,给出了一个从生物信息学角度来研究基因调控问题的新途径.
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基于特征的核酸序列数据库搜索系统
随着后基因组时代的到来,建立生物数据库并且在其上开发各种分析工具进行数据分析和挖掘,已经成为了生物学研究的一种新方法.目前国际上流行的通过序列比对搜索相似序列的方法主要是针对短的序列,将这样的方法应用于大规模基因组序列时搜索速度很慢.针对基因组序列搜索的特点,从提高序列搜索效率出发,提出了一种新的、速度更快的搜索方法,其核心是通过序列特征的分析和比较搜索相似序列.在此基础上,建立了基于特征的序列数据库搜索系统,并利用序列的碱基关联性特征搜索人类基因组序列,结果表明,新搜索方法具有较高的命中率,并且搜索速度非常快,适合于大规模基因组序列的搜索.
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克雷伯菌16S rDNA和rpoB基因系统进化及序列特征分析
目的 比较分析克雷伯菌属的种之间16S rDNA和rpoB系统进化发育关系和序列进化特征.方法 选取经生化鉴定的克雷伯菌18株,提取菌株染色体作为模板,分别使用16S rDNA和rpoB通用引物扩增并测序16S rDNA和rpoB序列.与GenBank中目前已公布的8种克雷伯属菌株16S rDNA和rpoB序列各8条、除克雷伯菌外其他肠道菌株的16S rDNA和rpoB序列各9条一起,共计各35条16SrDNA和rpoB序列,在MEGA 4.0中建立进化树并进行分群分析,使用DNAStar/MegAlign程序比较分析8种克雷伯菌的种间16S rDNA和rpoB序列变异碱基位点,并做分歧度分析.结果 在所有受试的16SrDNA和rpoB的各35条序列中,16S rDNA和rpoB进化发育树都将克雷伯菌区分为3个群:分离的18株克雷伯菌中,15株肺炎亚种与GenBank中除产酸克雷伯菌和运动克雷伯菌外的其余6种克雷伯菌聚为一群(Ⅰ),其余3株克雷伯菌(FX246、FX280和FX286),经生化鉴定为产酸克雷伯菌,与GenBank中产酸克雷伯菌(DQ835530)聚为一群(Ⅱ);而GenBank中的运动克雷伯菌单独聚为一群(Ⅲ);进一步的分析,在rpoB进化发育树中,无沦足Ⅰ群和Ⅱ群,还足Ⅰ群内的两个亚群,rpoB进化发育树的结点处自引导值都明显高于16S rDNA进化发育树;而且rpoB对产酸克雷伯菌的分群优于16S rDNA.对克雷伯菌的序列分析发现,16S rDNA序列存在41个碱基变异位点,有4个易变区,rpoB序列存在63个碱基变异位点,有1个易变区;克雷伯菌16S rDNA和rpoB的相似性分别为95.9%～100%和90.2%～100%.进一步的克雷伯菌种间序列分歧值分析,rpoB分歧值(0～10.6)高于16S rDNA(0～4.0).结论 克雷伯菌rpoB比16S rDNA具有更高的分歧度,在克雷伯菌属内种的分子分类和鉴定中,rpoB比16S rDNA基因更具优越性.
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格林-巴利综合征空肠弯曲菌的wla基因簇序列对比研究
格林一巴利综合征(Guillain-Barre syndrome,GBS)是发生于空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)感染后的脱髓鞘性周围神经病,根据病理生理表现的不同,GBS可分为急性炎症性脱髓鞘性多发性神经病(acute demyelinating pattern,AIDP)、急性运动轴突型神经病(acute motor axonal neuropathy,AMAN)及Miller.:Fisher综合征.我国常见的GBS类型为AMAN,其电生理改变及病理表现为轴突损害.大量研究表明,空肠弯曲菌感染后引起的细菌脂寡糖(1ipooligosaccharides,LOS)与周围神经中神经节苷脂的交叉免疫反应可能与GBS的发病有关[1].LOS编码区的突变和变异极其活跃,这种突变和变异有利于细菌逃避宿主的免疫反应.但由于LOS结构的变化,同时也导致了菌株致GBS能力的改变[2].wla基因簇编码的多种蛋白质参与了细菌表面LOS的生物合成[3],本文对3株致AMAN型GBS空肠弯曲菌菌株的wla基因簇进行扩增及测序,通过与已知空肠弯曲菌菌株的相应序列进行对比及分析,观察其序列特征及与致GBS的相关性.
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霍乱弧菌的耐热肠毒素基因及侧翼序列特征分析
霍乱弧菌sto基因编码的热稳定肠毒素(ST)被认为是导致部分霍乱弧菌和拟态弧菌引起腹泻的重要原因[1].霍乱弧菌及拟态弧菌中sto基因的全序列已经被报道,但是对于基因、侧翼序列特征以及在基因组中位点缺乏后继的报道,而这些分析对于探索霍乱弧菌的致病分子机制是十分必要的.
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幽门螺杆菌cagA基因及蛋白序列多态性分析
目的:结合本实验室研究结果,充分利用NCBI的核酸和蛋白数据库中检索到的CagA基因碱基和蛋白质氨基酸序列,分析其序列特征以及与地域和疾病的相关性.方法:利用Vector NTI Suite 9.0,ClastalX(version 1.8),Phylip(version 3.5)和Treeview(version 1.61)软件对检索到的幽门螺杆菌CagA基因碱基和蛋白质氨基酸序列进行多序列比较和系统发育分析.结果:检索到可以利用的全序列44条,部分序列560条.通过44条全序列比对,相似性分析和构建系统进化树,发现CagA基因碱基和蛋白质氨基酸序列可分为具有明显地域特征的东西方两类.通过44条CagA全序列和266条C端部分序列分析,发现C端相对多变区的重复序列可分为两类:第一类为菌株共有的不连续重复序列,第二类为个别菌株特有的连续重复序列,此类重复序列包含EPIYA模体的重复.序列特征与疾病的关系分析表明,非胃癌株中包含第二类重复序列的菌株占13%(9/71),胃癌株中包含第二类重复序列的菌株占3l%(12/39),X2检验P=0.021＜0.05,故可以认为胃癌株中包含第二类重复序列出现率高于非胃癌株,可以认为包含第二类重复序列的菌株与胃癌有关.结论:幽门螺杆菌CagA基因及蛋白序列多态性明显,具有东西方两个地域聚类特征,重复序列可分为两类.第二类重复序列中包含EPIYA模体的重复可能导致菌株致病性增强.
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宝鸡地区汉坦病毒基因分型及序列特征研究
目的 分析宝鸡地区的汉坦病毒基因序列特征.方法 收集肾综合征出血热患者血清及汉坦病毒宿主动物鼠肺标本,通过荧光PCR方法进行基因分型,采用RT-PCR对目的基因进行扩增并测序,与汉坦病毒分型菌株进行序列比对及种系发生树分析.结果 宝鸡地区汉坦病毒分型检测结果均为汉滩型(HTN),未检测到汉城型(SEO);序列分析显示,获得的11株序列与宁夏分离株Niongxia-A及陕西分离株A16同源性为94.3％～97.0％,同属于汉滩型H9亚型;1株序列与其他11株序列同源性仅为76.5％～77.4％,进一步序列比对显示与Nc167毒株同源性较高.结论 宝鸡地区汉坦病毒基因型为汉滩型H9亚型;检测到1株与大别山病毒(DBSV)高度同源,不排除存在其他汉坦病毒型别的可能.
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乙型肝炎病毒DNA聚合酶反式调节蛋白HBVDNAPTP1基因全长cDNA RACE克隆
目的 利用eDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆乙型肝炎病毒DNA聚合酶反式调节蛋白HBVDNAPTP1基因的全长cDNA序列.方法 提取肝母细胞瘤细胞系HepG2总RNA,应用逆转录聚合酶链反应(reverse transcription-PCR,RT-PCR)技术建立RACE cDNA文库,进行RACE实验,扩增HBVDNAPTP1基因全长cDNA序列.结果 经RACE实验,获得HBVDNAPTP1基因全长cDNA序列为2 537 bp,经RT-PCR验证确定该基因真实存在,且与GenBank数据库中注释的其他基因无同源性.结论 成功获取HBVDNAPTP1基因的全长cDNA序列,为进一步开展HBVDNAPTP1生物学功能及调控机制研究提供了线索和依据.
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血清反应因子结合位点在小鼠及人基因组中保守性、多样性及进化的研究
目的:CArG元件因其为血清反应因子识别的结合位点近年来备受关注.然而迄今为止尚未见到有关CArG元件的序列特征及进化模式的研究.方法:本研究应用生物信息学方法结合遗传学方法对小鼠及人基因组中CArG元件的位置分布序列类型、多样性及保守性进行深入研究.结果:多样性研究结果显示,CArG元件的序列在小鼠及人类基因组存在大量的不同类型.但是,小鼠和人基因组中CArG元件的主要类型又存在明显差异.同源性分析结果表明人类和小鼠中的CArG元件存在两种进化历程,一部分CArG元件拥有共同的祖先,一部分是在物种分化以后突变产生的.结论:上述研究结果将为更为深入阐述SRF的调控模式奠定理论基础,同时为更清楚的阐释CArG元件序列变化对下游基因的表达影响提供理论支持.
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白纹伊蚊乙酰胆碱酯酶基因片段序列分析
媒介昆虫抗性已成为当前虫媒病防制中的突出问题[1-3],作者曾报道白纹伊蚊乙酰胆碱酯酶(AChE)基因片段的克隆及鉴定[4],本实验选择白纹伊蚊基因组DNA AChE基因片段克隆进行DNA测序,并分析其序列特征,为进一步研究其AChE与抗药性的关系提供依据.
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基因芯片技术及其在疾病诊断上的应用
生物芯片（或称微阵列技术）是将大量序列已知的寡核苷酸分子、基因片段或多肽分子等， 应用特殊的微阵列技术固定在玻璃、硅片、塑料等材料上，被测片段经荧光等物质标记后与 芯 片上的探针分子结合，通过激光共聚焦扫描仪或电荷偶联摄像机（CCD）对各阵列荧光信 号的强度进行检测，就可对大量标本的序列特征、基因表达量或表达差异等进行平行分析 ［1～4］。根据芯片上探针类型的不同，生物芯片可分为基因芯片和蛋白芯片两类。 从90年代生物芯片技术出现至今，在短短几年内，该技术已在基因测序［5］，基因 突变及多态性分析［6～7］，基因表达及功能分析［8～9］，文库筛查， 新药开发以及病原体检测［10］等等方面进行了应用或探讨。本文主要就基因芯片 技术概况及其在疾病诊断上的应用作一综述。基因芯片技术概述 基因芯片（gene chip）或称DNA芯片（DNA chip），是以微 阵列方式 ，固定有大量高密度寡核苷酸或基因片段的玻片、硅片等［2～4］。基因芯片技术 的基础 是核酸杂交反应。随着大量高新技术被用于基因芯片的制备，一些公司和科研机构在DNA 样品制备、探针合成、目的基因标记以及结果读出等方面进行了许多创新［3］，可 以说所有基因芯片都有各自不同的特点。
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HCV E2区基因的分子克隆及序列分析
用RT-PCR KIT从西安血站大样抗HCV阳性血清中筛选出HCV RNA 阳性血清，提取HCV的RNA，利用随机引物反转录合成其cDNA并进行半巢式PCR反应。将纯化 的PCR产物酶切后与表达载体PET-22b\++连接，经过双脱氧末端终止法双向测序，得到852?bp长的核苷酸序列。通过将该序列与已知不同型的HCV E2序列比较得知，此序列正是HCV Ⅱ型目的基因。
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长沙地区汉族人群线粒体DNA高变区多样性检测及探讨
目的研究长沙地区汉族人群线粒体DNA序列特征. 方法应用PCR产物直接测序法. 结果线粒体DNA不同区域多态性程度不同,mt-0片段所在的HVI区域多态性高于mt-3所在的HVⅡ区. 结论对于呈单倍体遗传的线粒体DNA,检测目的片段越长,检测的个体数越多,检出的单倍型越多.
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北京汉族群体线粒体DNA高变区的多样性
应用PCR产物直接测序法研究北京汉族100名无关个体线粒体DNA序列特征,并对其进行统计学分析,现报道如下.1 材料与方法1.1 材料1.1.1 样本无关个体血液样本100份,取自本实验室日常办案的检材.1.1.2 引物对HVⅠ、HVⅡ及其周围区域,根据Anderson[1]序列,并参考文献[2]自行设计引物.引物序列(由GIBICOL公司合成)为:mt-1 H5′-GAA TCG GAG GAC AAC CAG TAAG-3 ′ L5 ′-TAGCGGTTATTATAGGGT- 3′; mt-0H5′-CAT GGG GAA GCA GAT TTG-3′ L5′-TTAGCT ACC CCC AAG TGT-3′; mt-2 H5′-CAA TATCCC GCA CAA GAG TG-3′ L5′-TGG AAA GTG GCTGTG CAG ACA T-3′; mt-3 H5′-CTT TGA TTC CTGCCT CAT CC-3′ L5′-TTA GTT GGG GGG TGA CTGTT-3′; mt-4 H5 ′-CAC CAG CCT AAC CAG ATT TC-3′ L5′-TAG AAA GGC TAG GAC CAA ACC T-3′.
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太原地区汉族人群3个STR基因座的多态性分析
短串联重复序列(STR)属微卫星DNA,在人类基因组中广泛分布.具有VNTR序列特征的STR基因座已成为一类重要的遗传标记.STR基因座多态片段长度小,PCR扩增成功率高,尤其对STR基因座进行复合扩增使单次扩增获得多基因座的信息量,简单,快速得到分型结果,在法医鉴定中具有重要的意义[1].应用复合扩增方法调查了太原地区汉族人群3个STR即D16S539、D7S820和P13S317基因座的基因频率分布,获得了3个STR多态性基因座的遗传学数据.
