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基于高通量测序技术分析家兔感染猪瘟兔化弱毒株后脾脏的转录组学变化
本研究基于高通量测序技术对感染猪瘟兔化弱毒株(C株)后0h,12h,24h,30h,36h,48h的家兔脾脏组织进行测序,以家兔基因组作为参考,筛选感染后各时间点和对照组(0h)之间的差异基因.利用Uniprot和NCBI数据库查找各组中变化水平显著的前10个差异基因的生物学功能.结果发现,感染后12h,24h,30h的前10个差异基因只有少数与炎症、免疫、凋亡等相关;感染后36h,48h的前10个差异基因完全相同,其中B2M、RLA-DR-ALPHA、CD74和IGJ参与抗病毒过程.GO功能注释结果显示:感染后各时间点的差异基因都和免疫、代谢、调控途径紧密相关.KEGG通路富集分析发现,感染后24h的差异基因富集到RIG-Ⅰ样受体信号通路,感染后30h的差异基因富集到黏着斑和细胞外基质-受体相互作用通路,感染后36h和48h的差异基因共同富集到的通路有20个,其中蛋白酶体,溶酶体,核糖体,趋化因子信号通路,B细胞受体信号通路,抗原加工提呈通路和FcγR介导的吞噬通路与抗病毒相关.本研究建立的家兔感染C株后脾脏组织的差异表达基因数据库,将为进一步阐述家兔适应C株的分子机制奠定基础.
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基于RNA-Seq技术对血链球菌spxA2敲除株的转录组分析
目的 应用RNA测序(RNA-Seq)技术分析spxA2调控的靶基因,以期揭示spx蛋白的转录调控机制,为血链球菌致病机制的深入研究奠定基础. 方法 采用高通量测序技术对血链球菌野生株和spxA2突变株进行转录组分析,将测序所产生的数据绘到SK36参考基因组上,获得各个基因的表达信息,应用基因组比对结果进行基因定量.利用edgeR软件分析△spxA2和WT中的基因差异表达情况.随机抽取若干差异表达基因,通过实时定量PCR对基因的差异表达情况进行验证.应用GOTermFinder软件,找出差异表达基因中显著富集GO条目,并推测差异表达基因行使的主要生物学功能;通过Pathway分析进一步了解差异表达基因所参与的代谢通路及其具体的生物学意义. 结果 将序列数据与公共数据库COG、GO、KEGG、NR、NT和Swiss-Pro进行BLAST比对,89.1％(1203个)独立基因得到功能注释.其中,859个独立基因注释到COG并被划分到25个功能类别,910个独立基因注释到GO数据库,707个(52.4％)独立基因被归为KEGG中的32条代谢途径.对△spxA2组和WT组进行基因表达差异分析,确定spxA2基因敲除株有17个基因表达上调,5个基因表达下调.GO功能显著性富集和Pathway显著性富集分析,表明筛选到的差异表达基因主要富集在氨基酸代谢生物学过程和酶活性细胞组分,共得到2条显著富集的代谢通路,涉及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢及牛磺酸和牛磺酸代谢. 结论 RNA-Seq所得序列数据在测序深度、覆盖率以及与血链球菌SK36标准株基因组的比对结果均较理想,转录组测序结果基本能反映血链球菌的整个转录组情况.spxA2是一个全局性转录调控因子,参与多个基因的转录调控,该蛋白的改变可导致血链球菌丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢以及牛磺酸和牛磺酸代谢通路发生变化,可为深入研究血链球菌致病机制及其与代谢途径之间的联系提供重要依据.
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军事医学科学院生物医学超级计算中心的计算资源与应用
生物信息学是生命科学和信息科学的有机结合,其发展和应用离不开高性能计算资源、技术和方法的支持.本文介绍了我院生物医学超级计算中心的主要计算资源--星盈万亿次超级刀片计算机、支撑软件和生物信息学应用软件,以及我们利用该系统进行大规模生物信息学数据分析的实际计算效果,旨在探讨如何充分挖掘我院生物医学计算资源的潜力,为深入规划我院生物医学研究需要的高性能计算方向提供重要参考.
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家蝇转录组丝氨酸蛋白酶抑制因子分析
目的 为了寻求有效控制家蝇的分子靶标,对家蝇丝氨酸蛋白酶抑制因子的主要种类进行初步探讨.方法 从家蝇转录组数据库中,筛查出所有注释为丝氨酸蛋白酶抑制因子的Unigenes,利用生物信息学分析技术,对这些Unigenes序列做比对、聚类与结构功能特点分析,并参照已报道的其他物种的丝氨酸蛋白酶抑制因子,对家蝇丝氨酸蛋白酶抑制因子进行初步分类.结果 从家蝇转录组库中共筛选出133条注释为丝氨酸蛋白酶抑制因子的Unigenes,其中,值得分析的序列有59条,具有典型丝氨酸蛋白酶抑制因子结构域的有22条,它们被初步分成11类.结论 本研究首次鉴定了11种家蝇丝氨酸蛋白酶抑制因子基因,为生物控制家蝇提供了重要的候选靶标.
关键词： 家蝇 丝氨酸蛋白酶抑制因子 转录组分析 基因鉴定 -
螺旋霉素对金黄色葡萄球菌耐药突变体的转录组特征分析
螺旋霉素Ⅰ是一类重要的大环内酯类抗生素,但由于耐药菌的产生限制了临床使用.为了在转录水平上全局性的了解细菌耐药前后对抗生素响应上的变化和机制,通过基于RNA-seq方法对螺旋霉素敏感菌株Staphylococcus aureus ATCC29213和其诱导耐药突变菌株S.aureus ATCC29213-R在抗生素压力诱导前后菌体的转录组表达变化进行了分析.研究结果证明了螺旋霉素Ⅰ可诱导S.aureus ATCC29213产生耐药菌株,并通过测序发现该菌的23S rRNA 2089位A→C颠换,该突变位点在S.aureus中是首次报道.此外,还发现螺旋霉素Ⅰ能使S.aureus ATCC29213-R菌株的322个基因上调,82个基因下调,其中涉及精氨酸降解的基因arcA,arcC和argF表达水平分别上调35,18.05和30.84倍,涉及精氨酸合成的基因argH和argG分别下调13.51和21.45倍,其综合作用减少精氨酸的内源性合成;因此,精氨酸代谢途径可能成为治疗23S RNA突变耐药金黄色葡萄球菌感染新的潜在靶点.
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长非编码RNA的功能研究
长非编码 RNA(long noncoding RNAs, lncRNAs)是指长度大于200个核苷酸的RNA分子。近年来的研究表明, lncRNAs具有多种重要的生物学功能。随着现代生物技术的发展,lncRNAs转录本的预测及发现已经比较容易,然而不同于蛋白质编码基因序列所具有的指示功能,lncRNAs序列信息目前不提供功能信息的预测。因此,如何解码lncR-NAs的功能已逐渐成为基因组研究中的热点问题。我们将对探测lncRNAs功能的研究方法进行综述。
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高通量测序在中草药研究中的应用
高通量测序技术，也被称为“下一代”测序技术，它能够一次对几十万到数百万条分子同时进行测序，是对传统测序的一次革命性改变，具有里程碑式的意义［1］。高通量测序经过数年的发展，已经成为一项较为成熟的研究手段，在转录组测序，基因甲基化，宏基因测序，基因组拼接，micro‐RNA 测序等方面极大地促进了中草药基因的研究发展，对传统中草药进行高通量测序研究，可以从整体水平上了解目标物种的功能基因概况，明确活性成分的代谢通路，为中草药研究奠定分子生物学基础，为传统中草药理论提供现代生物学阐释。本文对高通量测序技术在中草药研究中的应用综述如下。
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广藿香酮抗金黄色葡萄球菌分子机制的研究
目的 为了初步了解广藿香酮抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的分子机制.方法 本研究用琼脂稀释法测定广藿香酮的药物敏感性,通过对金黄色葡萄球菌ATCC25923在1倍低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)广藿香酮药物浓度作用1h时进行转录组的高通量测序然后对数据进行KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)和GO(gene ontology)差异基因表达以及热图聚类分析.结果 药敏实验发现广藿香酮对金黄色葡萄球菌有抑制活性,经广藿香酮处理后,筛选出225个差异表达的基因,发现广藿香酮使金黄色葡萄球菌膜蛋白的表达、蛋白质的合成发生变化,并且使葡萄糖以及多糖的转运和合成受到控制.结论 广藿香酮可能与金黄色葡萄球菌的细胞膜蛋白相互作用从而抑制细菌生长,为进一步的实验提供数据支持.
