应用生物信息学方法筛选华支睾吸虫功能基因-Cde42样蛋白

目的 通过建立华支睾吸虫成虫cDNA文库，筛选其功能基因，以研制华支睾吸虫的药物靶标。方法 应用SMART方法构建华支睾吸虫成虫cDNA文库，进行大量EST测序，然后应用生物信息学方法分析EST序列。结果 从华支睾吸虫成虫cDNA文库中筛选出Cdc42样蛋白基因。结论 应用生物信息学方法从华支睾吸虫成虫cDNA文库中筛选出Cde42样蛋白基因。     

应用生物信息学方法筛选华支睾吸虫功能基因-Cdc42样蛋白

目的通过建立华支睾吸虫成虫cDNA文库,筛选其功能基因,以研制华支睾吸虫的药物靶标。方法应用SMART方法构建华支睾吸虫成虫cDNA文库,进行大量EST测序,然后应用生物信息学方法分析EST序列。结果从华支睾吸虫成虫cDNA文库中筛选出Cdc42样蛋白基因。结论应用生物信息学方法从华支睾吸虫成虫cDNA文库中筛选出Cdc42样蛋白基因。     

华支睾吸虫一氧化氮合酶相互作用蛋白基因的生物信息学分析

目的分析和预测华支睾吸虫一氧化氮合酶相互作用蛋白(CsNOSIP)基因序列结构和功能特征及其编码蛋白的理化性质,预测该基因的生物学意义。方法利用生物信息学方法(Vector NTI、InterProScan、SignalP和SecretomeP等相关软件)对华支睾吸虫一氧化氮合酶相互作用蛋白基因及相应氨基酸序列的同源性、理化性质、保守结构域、信号肽、亲水性/疏水性、B细胞表位进行预测分析。结果华支睾吸虫一氧化氮合酶相互作用蛋白基因的开放阅读框包含867 bp,编码288个氨基酸,理论分子质量为35 Mr,等电点为9.16。SignalP和SecretomeP分析结果显示华支睾吸虫一氧化氮合酶相互作用蛋白为非经典途径分泌蛋白;InterProScan分析结果显示,华支睾吸虫一氧化氮合酶相互作用蛋白特征性结构域位于第45～76位,第211～267位和第1～289位氨基酸之间。在该基因的氨基酸序列中,共发现7个B细胞表位。结论利用生物信息学知识和各种分析软件对Cs NOSIP所编码的cDNA序列及理论蛋白质的理化性质、结构和功能域等进行预测和分析,能够为开展Cs NOSIP的表达及其功能研究提供理论依据。     

华支睾吸虫组织蛋白酶D样天冬氨酸蛋白酶全长基因的生物信息学分析

目的从华支睾吸虫成虫全长cDNA质粒文库中识别组织蛋白酶D样天冬氨酸蛋白酶基因,利用生物信息学方法预测其结构和功能特征,为进一步的实验研究提供理论指导。方法利用生物信息学网站的在线分析工具和Vector NTI suite软件包,识别华支睾吸虫组织蛋白酶D样天冬氨酸蛋白酶基因,并预测其编码蛋白质的各种结构特征与功能特征,并根据该基因构建种系分子进化树。结果BLASTx分析该基因为全长基因,该基因全长1,459bp,编码425个氨基酸,具有两个天冬氨酸蛋白酶的催化位点。SignalP分析该基因编码的蛋白质含有信号肽序列,切割位点在第17和第18个氨基酸之间,分子进化树提示其与日本血吸虫组织蛋白酶D样天冬氨酸蛋白酶亲缘关系最近。结论组织蛋白酶D属于天冬氨酸蛋白酶家族,为分泌性蛋白,与日本血吸虫同源基因一致性最高,为后续实验筛选华支睾吸虫病的诊断抗原及药物靶标提供了必要的理论依据。     

华支睾吸虫LAP2基因的生物信息学分析及克隆表达、组织定位

目的利用生物信息学方法分析华支睾吸虫LAP2全长基因的结构和功能,并将该基因克隆至原核表达载体进行表达、纯化,为进一步研究LAP2功能奠定基础。方法利用生物信息学相关软件,分析华支睾吸虫LAP2基因及其蛋白的结构、生物学和免疫学功能特征。针对LAP2的EST序列的编码区设计引物,从华支睾吸虫囊蚴cDNA质粒中扩增目的基因,克隆到原核表达质粒pET-28a(+)中,经PCR、双酶切及DNA测序鉴定的阳性克隆诱导目的蛋白表达、亲和层析纯化、免疫印迹鉴定及组化定位。结果华支睾吸虫LAP2基因全长为1761bp,其编码序列长度为1662bp,编码553个氨基酸,理论分子量是59696.5Da,与人的该基因氨基酸序列相似性为26.7%,一致性仅为15.4%。该基因在大肠杆菌中可被高效表达,纯化的重组蛋白能被感染华支睾吸虫的大鼠血清识别,免疫组化结果表明该重组蛋白定位于华支睾吸虫成虫的肠支及表膜。结论华支睾吸虫LAP2在大肠杆菌中呈高效的可溶性表达,具有良好的抗原活性,可能为华支睾吸虫成虫分泌排泄抗原的组份之一。     

华支睾吸虫乳酸脱氢酶(CsLDH)基因的识别及其结构与功能分析

目的分析华支睾吸虫乳酸脱氢酶基因及其编码蛋白的结构和特性,用于指导其生物学功能的实验研究。方法利用多种生物信息在线分析工具和分析软件包,从华支睾吸虫全长cDNA质粒文库的表达序列标签(EST)中识别乳酸脱氢酶(CsLDH)基因,预测该基因编码蛋白质的理化特性、氨基酸修饰位点、功能域、亚细胞定位、拓扑结构、二级结构、三维结构及酶学特性和免疫学特性等。结果该基因全长1224bp,编码区为79～1062,编码328aa,理论分子量为35633Mr,等电点为8.13,半衰期长,理化性质稳定,含有多个潜在的磷酸化和酯酰化位点。预测该蛋白有3个跨膜区,其拓扑结构为N端在膜内侧、C端在膜外侧。有两个主要的线性抗原表位aa10～aa20和aa94～aa102,后者位于膜外,与日本血吸虫LDH相应表位完全一致,与人和小鼠LDH相应表位仅有1个氨基酸差异。该表位中Arg102是酶催化中心的关键氨基酸之一,模拟三维结构显示组成催化中心的另外两个关键氨基酸残基Asp162和His189的空间位置也靠近该表位,酶的催化中心贯穿膜内外。结论推测华支睾吸虫乳酸脱氢酶不仅负责将糖酵解产生的丙酮酸转化为乳酸,而且还能将乳酸直接排出体外;可作为筛选水溶性抗华支睾吸虫药物的靶标;可介导特异性抗体对虫体的ADCC作用和补体的杀伤作用,以及对酶活性的抑制作用,是一个重要的疫苗侯选抗原。     

华支睾吸虫硫氧还蛋白过氧化物酶的表达定位及其酶活性的研究

目的克隆和表达有酶活性的华支睾吸虫硫氧还蛋白过氧化物酶(CsTPx),并进行组织定位研究,为进一步研究其功能奠定基础。方法利用生物信息学方法从华支睾吸虫基因组文库中识别硫氧还蛋白过氧化物酶(TPx)基因,并对蛋白的结构特征和相关生物学和免疫学功能进行预测。从华支睾吸虫成虫cDNA中扩增目的基因,克隆到原核表达载体pET-30a(+)中,进行蛋白纯化,免疫印迹鉴定、组织定位及其酶活性的检测。结果华支睾吸虫TPx基因全长2 175 bp,有一大一小的两个内含子,其编码区序列长度为636 bp,编码212个氨基酸;该蛋白第1~17位氨基酸为其信号肽序列,第51~74位氨基酸为跨膜区,属于经典的2-Cys过氧化物还原酶。重组蛋白可被感染了华支睾吸虫的大鼠血清识别,免疫组化结果表明该蛋白定位于成虫的皮层、肠支、卵黄腺、虫卵和囊蚴的体壁中。酶活性检测结果表明,在一定范围内,CsTPx还原H2O2呈剂量和时间依赖性。抗体对酶活性有影响,在合适的抗体水平可以促进酶活性。结论 CsTPx可在大肠杆菌中进行功能性表达,其产物具有良好的免疫学和生物学活性。     

华支睾吸虫ATP合酶B亚基全长基因的生物信息学分析

目的从华支睾吸虫全长cDNA质粒文库中识别ATP合酶B亚基,利用生物信息学方法预测其结构和功能特征,用以指导实验研究。方法利用生物信息学网站的各种在线分析工具和Vector NT Isuite软件包,识别华支睾吸虫ATP合酶B亚基基因并预测编码蛋白质的各种结构与功能特征,并根据该基因构建种系分子进化树。结果Blastx分析该基因为全长基因,属于ATP合酶B亚基家族,其分子进化树与种系进化过程非常吻合。该基因全长1008bp,编码300个氨基酸,含有线粒体转运肽、两个跨膜区、一个核定位序列和多个磷酸化位点,具有较稳定的理化性质。结论ATP合酶B亚基是一个理想的真核种系进化的分子标志。华支睾吸虫ATP合酶B亚基具有线粒体和细胞核的双重定位序列,提示该蛋白可能在华支睾吸虫的能量代谢途径中发挥独特的调节作用。     

日本血吸虫新基因BBC1的获得和分析

目的 从日本血吸虫(Schistosoma japonicum，Sj)成虫cDNA文库中获得并分析日本血吸虫新的蛋白基因，为日本血吸虫病的防治提供候选疫苗和药物靶点。方法 构建日本血吸虫成虫cDNA文库，挑取重组阳性克隆进行测序，对部分序列进行步移法测序获取全长cDNA，并进行生物信息学分析和登录。结果 获得了1个日本血吸虫新基因一BBC1基因(AY220747)，长623bp，编码184个氨基酸，其编码蛋白的理论分子量为60．8kDa，等电点为5．13。结论 步移法测序和生物信息学技术相结合有利于发现日本血吸虫新基因。     

一种华支睾吸虫亲肌素样基因的克隆、表达与免疫学功能初步研究

目的对新发现的华支睾吸虫亲肌素样蛋白(CsMLP)进行克隆、原核表达,初步了解其重组产物的免疫学功能。方法应用生物信息学分析软件,分析CsMLP的序列特点和基本理化特征;将CsMLP基因克隆到原核表达质粒pET-28a(+)中,诱导表达并用镍离子金属螯合剂亲和层析柱进行纯化,用纯化的CsMLP蛋白免疫SD大鼠获得抗血清;用Westernblot进行免疫反应性及免疫原性分析;应用免疫荧光方法观察CsMLP在华支睾吸虫成虫的定位。结果该cDNA序列全长为900bp,编码190个氨基酸,具有Calponin功能域;PCR、双酶切及DNA测序结果均表明pET-28a(+)-CsMLP重组质粒构建成功;SDS-PAGE结果表明目的基因在大肠杆菌BL21/DE3中获得高效表达,分子量为21300Mr;经亲和层析获得了高纯度蛋白;重组蛋白可被其免疫的SD大鼠血清、感染了华支睾吸虫的SD大鼠血清识别;CsMLP主要定位于虫体富含肌肉组织的口、腹吸盘、咽部,在表膜、肠壁也有分布。结论 CsMLP可在原核表达系统中呈现高效的可溶性表达,具有免疫原性,其主要分布在华支睾吸虫肌肉丰富的组织。     

猪带绦虫乳酸脱氢酶A和B的生物信息学比较分析

目的 预测及比较分析猪带绦虫乳酸脱氢酶A(Taenia solium lactate dehydrogenase A,TsLDH-A)和乳酸脱氢酶B(Taenia solium lactate dehydrogenase B,TsLDH-B),用于指导其生物学功能的研究.方法 利用生物信息网站如美国国家生物技术信息中心(NCBI,http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)和瑞士生物信息学研究所的蛋白分析专家系统(ExPASY,http://ca.expasy.org/)中有关基因和蛋白的序列和结构信息分析的各种工具,结合其它生物信息学分析软件包,从猪带绦虫成虫全长cDNA质粒文库中识别LDH-A和LDH-B的全长编码基因并对其结构与功能进行生物信息学预测分析.结果 两序列都是包含完整开放阅读框的全长基因,推导出的氨基酸序列与其它物种LDH-A或LDH-B同源基因的氨基酸序列的一致性均大于50%.两者编码的蛋白在编码的氨基酸数目(331)、蛋白的理化性质、L-乳酸脱氢酶结构域、构成LDH酶催化中心的关键氨基酸、包含LDH活性位点的线性表位、无亚细胞定位等方面是一致的,但两者在翻译后的修饰位点、3个跨膜区和其他线性表位方面既相似也有区别.结论 应用生物信息方法从猪带绦虫成虫cDNA文库中筛选出了TsLDH-A和TsLDH-B的cDNA全长序列,并预测和比较了两者结构与功能方面的信息,为进一步研究所编码蛋白的功能奠定了基础.     

重组Calpain蛋白诱导抗体产生及检测日本血吸虫感染的研究

目的 研究在大肠杆菌中表达的日本血吸虫Calpain蛋白的免疫原性及其在日本血吸虫病诊断上的应用。方 法用重组Calpain蛋白免疫BALB／c小鼠，ELISA法测定特异性IgG抗体的动态变化及其IgG亚型(IgG1，IgG2a，IgG2b，IgG3)产生特征；同时用重组Calpain蛋白作为诊断抗原，粪检血吸虫病阳性患者血清作为一抗，肝吸虫阳性患者血清作为考核交叉反应血清。结果 重组Calpain抗原免疫小鼠后，产生了一个极高的抗Calpain特异性抗体，免疫4周IgG类抗体达到高峰，与对照组鼠相比较免疫鼠血清中IgG1，IgG2a，IgG2b特异性抗体也显著上升；Calpain重组抗原血清检测日本血吸虫和粪检的符合率为100％，粪检阳性EPG低的个体抗Calpain抗体滴度高，EPG高的患者抗Calpain抗体滴度反而低，与肝吸虫的交叉反应率为37％。结论 日本血吸虫Calpain是一个具有免疫原性的蛋白，能够激发宿主产生高水平的免疫球蛋白，能够敏感地测定日本血吸虫的感染，提示Calpain可以发展成为日本血吸虫病的诊断抗原和日本血吸虫疫苗候选分子。     

The G8-global healthcare applications project (GHAP) - recommendations for the way into the information society

The Global Healthcare Applications Project has sought to demonstrate the potential of telematics in the field of medicine and healthcare and to promote joint approaches to issues such as the setting of standards. This has been done through 10 sub-projects covering a range of applications and issues: 1. Towards a global public health information network - Coordinator: Germany (Ulrich Laaser, ulaaser@mail.uni-bielefeld.de; URL: http://health.ibs.uni-bielefeld. de/i-jphe/database/documents/abstract/laaser-g7.htm(C45-60_laaser-g7. pdf) 2. Improving prevention, early detection, diagnosis and treatment of cancer. - Coordinator: France (Gerard Brugal, gerard. brugal@imag.fr; URL: http://pathconsult.imag.fr/G7/G7_index.html) 3. Improving prevention, diagnosis and treatment of major cardiovascular diseases. - Coordinator: Italy (Attilio Maseri, amaseri@rm.unicatt.it; URL: http://www.g7cardio.org) 4. International concerted action for collaboration in telemedicine. - Coordinator: Canada (Andre Lacroix, lacroixa@ere.umontreal.ca; URL: http:// www.g7sp4.org) 5. Enabling mechanisms for a global healthcare network, including Internet connectivity. - Coordinator: UK (Ray Rogers, r.rogers@mcmail.com; URL: http://www.ehto.be/sp5) 6. International harmonisation of the use of data cards in healthcare: Internet Connectivity Coordinator: USA (Elliot R. Siegel, siegel@nlm.nih.gov; URL: http://www.nlm.nih.gov/) - Smart Cards and information exchange security in health care Joint Coordinators: France, European Commission, Italy and Germany (Jacques Sauret, jacques.sauret@sante.gouv.fr and G8-HC@sesam-vitale.fr; URL: http:/www.sesam-vitale.fr/Projects/Netlink-G7-En/) 7. Evidence and effectiveness. - Coordinator: Canada (Andrew Penn, andrew. penn@ualberta.ca; URL: http://www.medlib.com/spi/web.htm) 8. Multilingual anatomical digital database. - Coordinator: USA (Michael J. Ackermann; URL: http://www.nlm.nih.gov) 9. Medical image reference centre. - Coordinator: Japan (Eturo Kashiwagi,EK-WEY@mhw. go.jp; URL: http://www.medirec.ncc.go.jp) 10. Special Interactive TV and Multimedia Programmes for Professionals and Public in Dentistry and International Online Academy for Dentistry and Oral Medicine. - Coordinator: Germany (Alexander Ammann, ammann@quinline.com; URL: http://quinline.globaldent.com) - Further information: http://www. bmgesundheit.de     

PubMed数据库中(1979～2008)飞行员与心理疗法文献计量学分析

目的对飞行员与心理学、心理疗法、行为疗法、精神分析疗法、认知疗法和森田疗法文献进行计量分析,以确定其文献增长规律和发展趋势。方法登录www.ncb i.n lm.n ih.gov/Pubm ed(PubM ed数据库)后用"p ilot+psychology,p ilot+psychotherapy,psychology,psycho-therapy,behavior therapy,psychoanalytic therapy,cogn itive therapy和Morita therapy"检索"从1979/01/01到2008/12/31"文献量。根据科学文献增长规律的理论,对数据进行分析。结果 1979~2008年,PubM ed数据库收录飞行员+心理学文献10 568篇,飞行员+心理疗法文献2038篇,心理学文献689 144篇,心理疗法文献92 086篇,行为疗法78 407篇,精神分析疗法9777篇,认知疗法33 775篇和森田疗法3547篇。对1979~2008年逐年累积文献量进行回归分析表明,心理学和心理疗法文献呈缓慢递增,其方程近似直线(Y=a+bX);而飞行员+心理学(心理疗法)文献上升缓慢,其方程近似于以e为底的指数方程:Y=43.996 e0.1083x(10.434 e0.0943x)。心理疗法文献以英语为主导(89.50%)。结论飞行员与心理学及心理疗法的研究仍是一个热点,影响心理学文献增长的主要因素是学科自身固有的规律和科所处的环境条件。     

Recommending MeSH terms for annotating biomedical articles

Background

Due to the high cost of manual curation of key aspects from the scientific literature, automated methods for assisting this process are greatly desired. Here, we report a novel approach to facilitate MeSH indexing, a challenging task of assigning MeSH terms to MEDLINE citations for their archiving and retrieval.

Methods

Unlike previous methods for automatic MeSH term assignment, we reformulate the indexing task as a ranking problem such that relevant MeSH headings are ranked higher than those irrelevant ones. Specifically, for each document we retrieve 20 neighbor documents, obtain a list of MeSH main headings from neighbors, and rank the MeSH main headings using ListNet–a learning-to-rank algorithm. We trained our algorithm on 200 documents and tested on a previously used benchmark set of 200 documents and a larger dataset of 1000 documents.

Results

Tested on the benchmark dataset, our method achieved a precision of 0.390, recall of 0.712, and mean average precision (MAP) of 0.626. In comparison to the state of the art, we observe statistically significant improvements as large as 39% in MAP (p-value <0.001). Similar significant improvements were also obtained on the larger document set.

Conclusion

Experimental results show that our approach makes the most accurate MeSH predictions to date, which suggests its great potential in making a practical impact on MeSH indexing. Furthermore, as discussed the proposed learning framework is robust and can be adapted to many other similar tasks beyond MeSH indexing in the biomedical domain. All data sets are available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/CBBresearch/Lu/indexing.     

Gene Expression Profile Analysis by DNA Microarrays: Promise and Pitfalls

DNA microarrays represent a technological intersection between biology and computers that enables gene expression analysis in human tissues on a genome-wide scale. This application can be expected to prove extremely valuable for the study of the genetic basis of complex diseases. Despite the enormous promise of this revolutionary technology, there are several issues and possible pitfalls that may undermine the authority of the microarray platform. We discuss some of the conceptual, practical, statistical, and logistical issues surrounding the use of microarrays for gene expression profiling. These issues include the imprecise definition of normal in expression comparisons; the cellular and subcellular heterogeneity of the tissues being studied; the difficulty in establishing the statistically valid comparability of arrays; the logistical logjam in analysis, presentation, and archiving of the vast quantities of data generated; and the need for confirmational studies that address the functional relevance of findings. Although several complicated issues must be resolved, the potential payoff remains large.      

IL-10基因内含子区基因多态性研究

目的比较研究白细胞介素10(IL-10)基因内含子区单核苷酸多态性(SNP)基因型及等位基因在不同地区、种族人群之间的分布情况。方法采用单碱基延伸PCR技术和DNA测序方法来检测广西人群IL-10基因内含子区rs3021094T/G多态性,并与人类基因组计划研究的4个人群(欧洲、非洲、中国北京、日本)以及台湾地区人群SNP分型数据进行比较。结果 rs3021094T/G多态性分布的频率在广西人群男性、女性之间差异无统计学意义(P>0.05)。与日本、中国北京、台湾地区人群比较分布差异无统计学意义(P>0.05);而与欧洲、非洲地区人群比较,分布差异有统计学意义(P<0.05)。结论 IL-10基因内含子区基因多态性在不同地区、种族人群之间的分布有差异。     

抗华支睾吸虫单克隆抗体杂交瘤细胞株的建立及其初步应用

本文用华支睾吸虫成虫可溶性抗原免疫的BALB/c小鼠与SP_2/o骨髓瘤细胞融合,经筛选和克隆化后获得4株抗华支睾吸虫单克隆抗体杂交瘤细胞。该4株荜克隆抗体与华支睾吸虫成虫抗原作ELISA,结果均为阳性。经交叉试验(ELISA法)证明与日本血吸虫成虫抗原,虫卵抗原和卫氏并殖吸虫成虫抗原均呈阴性反应。4株单克隆抗体免疫球蛋白亚类鉴定除3F_7株为IgG_1外,其余3株均属IgM。初步试用3F_7株单克隆抗体作ELISA双抗体法检测人体华支睾吸虫循环抗原。