卵巢癌诊断新基因HELQ的生物信息学分析

目的 本研究拟采用生物信息学工具分析卵巢癌易感基因HELQ所编码蛋白的结构及结构与功能的关系,并初步探讨其对肿瘤发生的影响.方法 采用ExPASy服务器中的工具分析HELQ蛋白的理化特征;分别采用PSORTⅡ和TMHMM预测HELQ蛋白的亚细胞定位和跨膜拓扑结构;采用SignalP 4.0预测HELQ的信号肽;采用ScanProsite和SMART分析HELQ的功能结构域以及结构域分区,采用PSIPRED和I-TASSER预测HELQ蛋白的二级和三级结构以及配体结合位点;最后采用STRING 10.0预测HELQ与其他蛋白质的交互作用.结果 HELQ主要定位在细胞核(47.8%)和细胞质(39.1%)中,有4个保守结构域DEXDc、HELICc、HHH_5和PRK02362,并包含解旋酶ATP结合区和解旋酶C端结合区两个功能结构域;成功建立了HELQ的二级和三级结构模型,其中二级结构中α螺旋、无规则卷曲及折叠结构比例分别为54.0%、31.0%和6.0%.三维配体结构分析结果可见,HELQ包含一个酶活性中心位点His341,催化Ile333、Lys335、Tyr337、Gln340、Pro360、Thr361、Ser362、Gly363、Gly364、Lys365、Thr366、Leu367、Glu464和Ala711等结合位点与配体ATP结合.交联蛋白质分析发现HELQ可能与RAD51、POLA1、PLON、FANCD2、DHX8等蛋白存在交互作用.结论 HELQ具有ATP依赖性解旋酶活性,参与DNA损伤的修复过程,可能是其低表达时引起卵巢癌等恶性肿瘤发生的机制.     

链球菌感染与银屑病加重相关基因与功能通路的生物信息学分析

目的 本研究拟在应用转录组测序得到的数据,探讨链球菌感染加重银屑病的可能基因。方法 基于链球菌感染与银屑病数据集(GSE158163, GSE14905),进行差异基因及功能通路富集分析。基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)找到银屑病及链球菌感染的关键模块,找出基于WGCNA的两个数据集的差异基因,并通过蛋白功能相似性筛选出排名前五的基因。随后构建出mRNA-miRNA关系网络。结果 GSE158163数据集筛选出上调基因1 614个,下调基因1 614个,GSE14905数据集筛选出上调基因1 568个,下调基因1 699个,得出271个交集基因;功能富集到炎症反应调节、白细胞活化、含胶原蛋白的细胞外基质等通路;随后构建WGCNA网络,得出37个交集基因与链球菌感染与银屑病相关;将这37个基因与之前差异表达的271个基因共同筛选,筛选出9个交集基因;在这9个基因中根据其表达蛋白功能的差异进一步筛选出排名前五的基因,分别为S100A9、S100A12、S100A8、LRG1以及TGFA。结论 本研究基于公共数据库筛选出了5个链球菌感染和银屑病相关的基因,并论述了这些基因的病理生理机...     

胃癌相关基因的生物信息学分析及蛋白互作网络构建

目的分析胃癌和癌旁组织间差异表达基因的功能及其编码蛋白的相互作用,筛选出胃癌相关的关键基因。方法从NCBI(美国国立生物技术信息中心)公共数据平台GEO(Gene Expression Omnibus)下载胃癌基因芯片数据GSE79973,采用R Bioconductor3.2.4软件对数据进行处理和分析,输出差异表达基因,并通过生物信息学工具DAVID、String、Cytoscape对差异表达基因进行生物学功能及其编码蛋白的互作分析。结果通过分析GSE79973芯片数据,一共获得567个表达差异明显的基因,其中表达上调的有384个,表达下调的有183个,这些基因主要富集于细胞外区、细胞外基质、胶原蛋白、基底膜等,主要参与细胞增殖、周期以及粘附等生物学过程,并且在细胞外基质受体、局部粘附以及细胞色素P450代谢等肿瘤相关通路明显富集。初步鉴定了COL4A1、IL6、IL8、COL1A2、ITGA2、THBS1、COL5A1、COL3A1、ITGA1、COL2A1、COL4A2、BIRC5为胃癌相关的关键基因。结论基因芯片结合生物信息学方法能够有效分析胃癌和癌旁组织间差异表达基因,并筛选出胃癌相关的关键基因,为进一步研究胃癌发病的分子机制提供指导。     

hsa-miR-487b的靶基因预测及生物信息学分析

目的 对hsa-miR-487b进行靶基因的预测及功能分析,为进一步研究其功能提供线索.方法 应用Pubmed和Google检索hsa-miR-487b相关文献,选择miRanda和TargetScan两种方法预测其靶基因,取其交集,合并已经实验证实的靶基因作为进一步生物信息学分析的基因集合,对此基因集合进行功能富集分析(GO分析)和Pathway分析.结果 hsa-miR-487b序列在各物种间高度保守;其预测靶基因富集于细胞增殖、转录调控、细胞内信号传导、膜转运、染色体的结构及修饰、基因表达调控、酪氨酸激酶活性等共16个生物学过程和功能上(P＜0.05),富集于ErbB信号通路、MAPK信号通路、Fc epsilon RI信号通路、癌症信号通路等7个通路,以及甲状腺癌、膀胱癌、子宫内膜癌、结直肠癌、急、慢性白血病这些疾病通路中(P＜0.10).结论 hsa-miR-487b可能参与肿瘤发生及预后的生物学过程,为进一步实验性研究提供了线索.     

药物性肝损伤差异表达基因生物信息学分析

目的 通过药物性肝损伤(DILI)细胞的基因组信息学分析获得肝脏特异性差异表达基因(LSDEG)。方法 从GSE54255和GSE102006数据集中筛选LSDEG,构建了LSDEG的蛋白质互作网络(PPI)、模块分析和关键(Hub)基因。Hub基因进行京都基因与基因组百科全书通路(KEGG)和基因本体论-生物过程(GO-BP)富集以及转录因子(TF)-基因共调节网络。结果 筛选113个LSDEG,LSDEG-PPI网络由与炎症反应和肝细胞凋亡相关的模块组成。筛选JAK2、ICAM1、IRF1、NFκBIA、MDM2和ERRB这6个Hub基因,其生物学途径集中在物质代谢、免疫调节和细胞死亡等方面,调控TF分别为STAT家族、NFκB家族、ETS家族、TP53、SP1和EP300。结论 6个Hub基因是DILI特异性差异表达基因,它们降低药物代谢活性和增加毒性代谢物的积累。同时,异常诱导肝脏内细胞免疫的攻击性和体液免疫的炎症风暴,最终导致肝细胞损伤。     

日本血吸虫性别特异性候选基因的生物信息学分析

目的运用生物信息学方法对日本血吸虫性别特异性候选基因SJCHGCD6309（登录号为AY813032）进行分析,为该基因的进一步研究奠定基础。方法利用“数据库消减杂交”（DigitalDifferentialDisplay,DDD）方法筛选出在日本血吸虫雄虫中特异表达的候选基因AY813032,使用生物信息学软件分析该基因的开放阅读框（ORF）,细胞定位、蛋白序列等特征,并预测该基因的结构和功能。结果AY813032蛋白由287个氨基酸编码,属于Cwfl5／Cwcl5结构域家族,定位于细胞核,有8个磷酸化位点,理论等电点（pI）为5．10,分子量为32．17kDa,该蛋白在日本与曼氏血吸虫之间具有较高保守性。结论AY813032基因为日本血吸虫性别特异性候选基因,可能与日本血吸虫性别发育相关。     

我国北方地区小儿哮喘CTLA-4基因多态性的相关研究

目的:探讨细胞毒T淋巴细胞相关抗原4(CTLA-4)启动子-318C/T基因多态性与我国北方地区儿童哮喘的关系及其临床意义。方法:采用PCR-RFLP法检测90例哮喘患儿和100例健康儿童的CTLA-4-318C/T的基因多态性。结果:CTLA-4-318位点存在基因多态性;重度哮喘组基因型分布和T等位基因频率明显高于轻、中度哮喘组及正常对照组,具有显著性差异(P均<0.05)。结论:CTLA-4-318位点存在基因多态性,T等位基因可能是重度哮喘的候选基因。     

生物信息学分析缺血性脑卒中的差异表达基因

目的基于生物信息学,对缺血性脑卒中(IS)相关差异表达基因(DEGs)进行分子层面的分析,深入分析IS的发病机制和关键基因。方法从GEO数据库下载与IS相关的生物基因芯片,基于P值及log|FC|值对GEO原始数据进行筛选,确定DEGs。对DEGs进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,了解DEGs介导的生物过程与代谢通路。利用String在线平台,构建DEGs的蛋白相互作用(PPI)网络。利用cytoscape的cyto Hubba软件,找出IS的关键基因。结果本研究共筛选出110个DEGs。功能和通路富集结果显示,上述基因参与MAPK、NF-kappa B、TNF等多种细胞因子和趋化因子的信号转导通路;共同介导炎症以及免疫应答、细胞凋亡等相关生物过程。PPI网络显示,这些基因之间具有相互作用关系。JUN、CXCL2和TNF为IS病理过程中的关键基因。结论本研究结果揭示,IS的发生发展与炎症密切相关。针对关键基因进行靶向治疗,如JUN、CXCL2和TNF,或许对临床防治IS具有重要的发展意义。     

女性非小细胞肺癌潜在相关基因的生物信息学分析及功能预测

目的  通过对女性非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)相关基因的生物信息学分析和功能预测,探讨女性NSCLC的发病机制和预后生物标志物。方法  从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)下载女性NSCLC患者的数据,使用limma包鉴定差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。对DEGs进行基因本体(Gene Ontology, GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析和构建蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI) 网络分析。利用igraph包筛选关键DEG,利用Oncomine数据库及NSCLC细胞系验证关键DEGs的表达情况,并采用Log-rank检验分析关键DEGs的表达水平与女性NSCLC患者预后的关联。结果  共筛选出500个DEGs,GO富集分析表明,DEGs主要参与细胞增殖、细胞迁移和细胞外结构组成(均有P < 0.05)。KEGG富集分析表明,这些途径主要与细胞外基质(extracellular matrix, ECM)受体相互作用、蛋白质消化吸收和白细胞跨内皮迁移信号有关。通过PPI网络分析得到3个关键DEGs：白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)、表皮细胞生长因子(epidermal growth factor, EGF)和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloprotein-9, MMP-9)。Oncomine数据库分析和NSCLC细胞系结果显示NSCLC组织和细胞系中IL-6的表达较低,而EGF和MMP-9的表达较高。Log-rank检验表明IL-6(χ²= 6.90,P=0.009)和EGF(χ²= 7.73,P=0.005)表达与女性NSCLC患者预后有关。结论  在女性NSCLC患者中,IL-6和EGF可能是NSCLC发病与预后机制中的重要基因,是治疗的潜在靶点。     

肝癌相关基因的分子遗传学研究进展

随着科学的发展,人民生活水平的提高,危害人民健康的疾病已由传染病转为心血管疾病及肿瘤,而肝癌又是我国最常见的恶性肿瘤之一。今天,分子生物学技术日益提高,尤其是肝癌相关基因的研究不断取得新进展,现就此研究简述如下。     

脂肪细胞分化相关miRNA-hsa-miR-378生物信息学分析

【目的】 利用各种生物信息学工具分析hsa-miR-378转录调控、靶基因功能,以期为研究hsa-miR-378在人脂肪细胞分化过程中的功能与调控机制提供线索。 【方法】 应用UCSC Genome Browser、Promoter scan等在线工具,分析hsa-miR-378在基因组上下游10 kb 以内的CpG 岛分布情况、转录起始位置(TSS)、转录因子结合位置(TFBS)等;选择TargetScan、PicTar、MiRanda三种计算方法预测hsa-miR-378的靶基因,取三个预测结果的交集,并合并DIANA LAB-TarBase 6.0数据库的已验证靶标,对所得靶基因集分别进行GO注释描述、GO富集分析和pathway富集分析。 【结果】 hsa-miR-378可能具有独立的启动子,可能受C/EBPβ转录因子的调控;其预测靶基因集合富集于转录调控、蛋白质修饰、细胞分化等生物学过程和功能(P<0.01);并显著富集于TGF-β信号通路、Wnt信号通路等4个信号通路,以及甲状腺癌、系统性红斑狼疮等8个疾病通路中 (P<0.05)。 【结论】 通过对hsa-miR-378转录调控元件、靶基因的分析,为hsa-miR-378在人脂肪细胞中的功能与调控机制研究提供了线索和理论依据。     

微小隐孢子虫20K亲环蛋白基因克隆及分析

目的克隆微小隐孢子虫(Cp)南京株(NJ)的20K 亲环蛋白(CyP)基因,并对其核苷酸和氨基酸序列进行分析。方法采用昆明种小鼠建立微小隐孢子虫NJ株感染模型,根据微小隐孢子虫Iowa II株20K CyP 基因序列设计合成2对引物,应用巢式PCR技术从微小隐孢子虫NJ株基因组DNA 中扩增20K CyP基因,并将其克隆到pMD18-T载体上,将阳性克隆重组质粒进行菌落PCR及双酶切鉴定;应用生物信息学方法分析微小隐孢子虫NJ株20K CyP基因与其他虫株核苷酸和氨基酸序列差异,并分析该基因蛋白结构域。结果巢式PCR 扩增得到特异的20K CyP基因,经PCR及双酶切鉴定获得了正确的pMD18-T-20K CyP重组质粒;测序结果显示,微小隐孢子虫NJ株20K CyP 基因全长519 bp,编码173个氨基酸,该基因已登录GenBank,登录号为JQ284431;氨基酸序列分析表明,微小隐孢子虫NJ株与Iowa II株20K CyP基因编码的氨基酸序列具有100%同源性;对20K Cyp基因进行蛋白结构域分析,显示该基因序列所编码的蛋白具有特异性类亲环蛋白A、B、H的肽脯氨酰顺反异构酶(PPIase)区域,该区域与人的亲环蛋白A、B、H具有相似性。结论成功克隆微小隐孢子虫NJ株20K CyP基因,该基因具有高度保守性。     

人Nrf2蛋白的结构与功能分析

目的氧化应激与多种急性或慢性疾病相关,核因子红血球相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)作为细胞感受氧化还原状态的关键转录调控因子,是细胞抗氧化系统中的关键调控蛋白,深入了解该蛋白的结构与生物学功能,对防治相关疾病具有重要意义.方法利用NCBI、E...     

广州市2010年登革4型病毒的分离及其E基因进化分析

登革病毒(DEN)E蛋白在病毒与宿主细胞融合和诱导机体产生抗体等过程中发挥重要作用[1].本研究通过对分离株E基因全序列测定,从分子水平确定其型别,并与广州市历年同型DEN流行株及相关国际流行株进行同源性比较,构建系统进化树,追踪其可能输入来源.     

我国血吸虫疫苗研究进展及应用前景

  目的  利用生物信息学的方法对细粒棘球绦虫EgTPI B、T细胞表位进行预测,为细粒棘球绦虫诊断抗原的筛选提供分子生物学依据。  方法  采用Expasy中的protparam数据库推测EgTPI的理化性质;利用IEDB、ABCpred软件分析B细胞抗原表位。AMPHI法预测Th细胞的抗原表位;使用Jpred 4软件和SWISS-MODEL构建TPI的二、三级结构;应用MEGA 4.0软件比对细粒棘球绦虫TPI和人类TPI、日本血吸虫TPI、肝片吸虫TPI等7种生物的序列。  结果  通过分析得出EgTPI二级结构中直链结构占15.6 %、α 螺旋占38.9 %、转角结构占12.0 %、其他结构占42.2 %;经多序列比对,人类TPI与细粒棘球绦虫TPI一致度仅为40.08 %,较大的差异更有利于形成抗原表位。预测可能的T细胞表位有16-30、71-85、98-119、142-154、178-200;可能的B细胞表位有28-39、50-60、70-80、131-139、150-159、213-231。  结论  EgTPI可能形成T细胞表位区域有5个,B细胞表位的区域有6个,EgTPI抗原表位预测分析为疾病诊断的候选分子筛选奠定分子生物学理论依据。     

人脂肪组织中NYGGF4基因转录本检测

目的:探讨肥胖相关新基因NYGGF4在人脂肪组织中转录本的大小及是否存在剪切异构体。方法:采用Northern blot技术检测NYGGF4基因在人脂肪组织中的表达情况。结果:检测到一条大小1.5kb左右的条带,与数据库中NYGGF4 mRNA长度一致,未检测到其他转录本。结论:NYGGF4基因在人脂肪组织中的转录本大小约为1.5kb,并不存在剪切异构体。     

猪带绦虫成虫EF-1基因生物信息分析及原核表达

目的 分析和预测猪带绦虫成虫延伸因子(elongation factor-1,EF-1)基因及其编码蛋白的结构域特性,并进行原核表达.方法 利用在线生物信息学网站及工具进行序列分析、预测其编码的延伸因子的理化特性、抗原表位、翻译后的修饰、功能域、亚细胞定位、拓扑结构、二级结构、三维空间构象等,将其编码区序列克隆岛原核表达载体pET-28 a(+)上,测序鉴定重组质粒.结果 该基因全长1 657 bp,编码区为186~1 533 bp,编码448个氨基酸,为全长基因;无跨膜区,具有多个磷酸化位点,蛋白的理化性质稳定,理论分子量为49 011.5 Da;没有质体、线粒体定位序列;十二烷基-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)结果表明,目的基因在大肠埃希菌BL21~DE3中表达成功.结论 发现猪带绦虫成虫延伸因子基因,成功构建重组原核表达质粒.     

军团菌易感性与TLR4基因多态性关系

目的初步探讨军团菌感染与Toll样受体4(Toll-like receptor,TLR4)基因(2244G→A)及(2299A→G)多态性的关系。方法采用聚合酶链反应(PCR)扩增肺部感染患者痰液及尿液中军团菌属特异性16SrRNA基因,酶免疫检测法(EIA)检测尿液中血清1型嗜肺军团菌抗原;采用聚合酶链-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)技术检测25例军团菌感染者(病例组)、44例其他非革兰氏阴性菌引起的肺部感染者(患者对照组)和47名健康体检者(健康对照组)的TLR4基因(2244G→A)及(2299A→G)位点的多态性。结果病例组、患者对照组、健康对照组TLR4(2244G→A)位点基因型和等位基因频率差异有统计学意义(χ²=17.234,P=0.002;χ²=15.332,P<0.001);经两两比较,TLR4(2244G→A)位点基因型和等位基因频率病例组和患者对照组均高于健康对照组(P<0.05),病例组与患者对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);3组TLR4(2299A→G)位点基因型和等位基因频率差异无统计学意义(P>0.05)。结论TLR4基因(2244G→A)位点多态性与军团菌和其他非革兰氏阴性菌易感性可能有关。