DNA甲基化的生物信息学研究进展 被引量：35

1

作者 凡时财 张学工 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第2期143-150,共8页

作为重要的表观遗传学现象之一,DNA甲基化对基因的表达发挥重要的调控功能.随着高通量检测技术的不断发展,对DNA甲基化的生物信息学研究也成为DNA甲基化研究中的一个非常活跃的热点.对生物信息学在DNA甲基化状态的预测、CpG岛不易被甲... 作为重要的表观遗传学现象之一,DNA甲基化对基因的表达发挥重要的调控功能.随着高通量检测技术的不断发展,对DNA甲基化的生物信息学研究也成为DNA甲基化研究中的一个非常活跃的热点.对生物信息学在DNA甲基化状态的预测、CpG岛不易被甲基化的机制研究、探索DNA甲基化同其他表观遗传学现象之间的关系以及DNA异常甲基化同癌症的发生和发展之间的关系等方面的研究进展进行综述. 展开更多

关键词 DNA甲基化 生物信息学研究 CPG岛 预测 机制 表观遗传学

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新型长链非编码RNA(lncRNA)的生物信息学研究进展 被引量：15

2

作者 原佳沛 张浩文 鲁志 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第7期634-640,共7页

非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)是指不被翻译成蛋白质的一类RNA,近几年来关于它们的功能研究越来越引起人们的重视.现在已经发现了一些中小型ncRNA,比如microRNA、snoRNA、tRNA等,但是关于长ncRNA(lncRNA)的研究还不够完善.本篇综述回... 非编码RNA(noncoding RNA,ncRNA)是指不被翻译成蛋白质的一类RNA,近几年来关于它们的功能研究越来越引起人们的重视.现在已经发现了一些中小型ncRNA,比如microRNA、snoRNA、tRNA等,但是关于长ncRNA(lncRNA)的研究还不够完善.本篇综述回顾了ncRNA特别是lncRNA的生物信息学研究进展,包括它们的研究历程、基本特点、与疾病的关系,以及对已有的预测非编码RNA的计算机方法进行了分析和比较,并且介绍了利用机器学习模型整合新一代高通量测序数据的方法. 展开更多

关键词 非编码RNA 长链非编码RNA 非编码RNA预测 机器学习

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引导编辑研究进展及其应用 被引量：1

3

作者 许志锰 谢震 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-15,共15页

引导编辑器(prime editor,PE)是继碱基编辑器(base editor,BE)之后新问世的基于CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)系统的基因编辑工具,可以在不造成DNA双链断裂的情况下引入碱... 引导编辑器(prime editor,PE)是继碱基编辑器(base editor,BE)之后新问世的基于CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated)系统的基因编辑工具,可以在不造成DNA双链断裂的情况下引入碱基替换、插入和删除。PE因其全面的编辑能力,问世即受到全球学者的广泛关注,然而PE表达盒编码较长(>6 kb)、编辑效率较低等问题也亟待研究人员解决。PE的研究方向与BE有许多相似之处,本文首先梳理了学界对PE本身编辑效率和安全性的探索;然后重点介绍了PE效应蛋白、pegRNA和其他细胞因子三个方面对PE的改进手段,以及为方便PE应用而开发的自动化设计工具;最后梳理了PE在动植物以及基因治疗中的应用。方兴未艾的PE领域尽管还难称完善,但在提高编辑效率和改进安全性等方面已取得了许多重要进展。鉴于Cas9、BE等基因编辑工具已广泛应用于遗传病疗法,PE走向遗传病治疗值得期待。 展开更多

关键词 引导编辑 基因编辑 基因治疗 CRISPR/Cas

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单细胞转录组测序和染色质可及性测序技术概述及应用

4

作者 王飞 王军辉 +6 位作者 张耀丹 姚程程 王少丽 夏永秀 李艺柔 张蔷 李少锋 《温带林业研究》 2024年第4期85-88,共4页

细胞异质性是生物组织的普遍特征,单细胞测序技术兴起能解决传统测序不能解决的细胞异质性带来的基因组、转录组、蛋白质组水平差异。非编码水平的染色质动态调控对基因转录调节具有重要作用,染色质可及性测序技术为科研人员提供了全基... 细胞异质性是生物组织的普遍特征,单细胞测序技术兴起能解决传统测序不能解决的细胞异质性带来的基因组、转录组、蛋白质组水平差异。非编码水平的染色质动态调控对基因转录调节具有重要作用,染色质可及性测序技术为科研人员提供了全基因组范围的染色质开放区域信息。单细胞转录组测序(scRNA-seq)、染色质可及性测序(scATAC-seq)技术首先被应用在动物、人体组织研究,近五年scRNA-seq、scATAC-seq技术开始应用在植物研究中。单细胞水平的高通量测序技术为分析植物细胞异质性图谱提供有力手段。染色质可及性测序是分析染色质开放、关闭区域的重要手段。近年来,上述技术在植物中的应用文献报道呈明显的上升趋势。本文深入探讨了这些新兴技术的原理和方法,以及它们的应用和对植物科学研究的贡献,并对单细胞转录组测序(scRNA-seq)、染色质可及性测序(scATAC-seq)及其联合运用在阐明植物细胞异质性和基因调控复杂机制方面进行全面概述。 展开更多

关键词 单细胞转录组测序 单细胞染色质可及性测序 细胞异质性

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新一代高通量RNA测序数据的处理与分析 被引量：65

5

作者 王曦 汪小我 +2 位作者 王立坤 冯智星 张学工 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第8期834-846,共13页

随着新一代高通量DNA测序技术的快速发展,RNA测序(RNA-seq)已成为基因表达和转录组分析新的重要手段.RNA-seq技术产生的海量数据为生物信息学带来了新的机遇和挑战.有效地对测序数据进行针对性的生物信息学处理和分析,成为RNA-seq技术... 随着新一代高通量DNA测序技术的快速发展,RNA测序(RNA-seq)已成为基因表达和转录组分析新的重要手段.RNA-seq技术产生的海量数据为生物信息学带来了新的机遇和挑战.有效地对测序数据进行针对性的生物信息学处理和分析,成为RNA-seq技术能否在科学探索中发挥重大作用的关键.以新一代Illumina/Solexa测序平台所产生的数据为例,在扼要介绍高通量RNA-seq测序流程的基础上,对RNA-seq数据处理和分析的方法和现有软件做一个较为全面的综述,并对其中有待进一步研究的问题进行展望。 展开更多

关键词 高通量RNA测序 转录组 基因表达 数据处理与分析 生物信息学

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人类抑癌基因beclin 1在胃癌和直结肠癌中表达下调的研究(英文) 被引量：12

6

作者 李子东 陈波 +3 位作者 武一清 金峰 夏永静 刘湘军 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1282-1290,共9页

人类抑癌基因beclin 1通过自噬作用调节细胞生长,但在胃癌和直结肠癌中其表达水平和调控机制仍不清楚.通过检测胃癌和直结肠肿瘤组织中beclin 1基因的表达水平,及DNA异常甲基化和杂合子缺失对其表达的影响,发现与癌旁组织相比,35%的胃... 人类抑癌基因beclin 1通过自噬作用调节细胞生长,但在胃癌和直结肠癌中其表达水平和调控机制仍不清楚.通过检测胃癌和直结肠肿瘤组织中beclin 1基因的表达水平,及DNA异常甲基化和杂合子缺失对其表达的影响,发现与癌旁组织相比,35%的胃癌标本和30%的直结肠癌标本中beclin 1基因表达显著下调.同时发现,beclin 1基因5′端存在一高密度CpG岛,在胃癌和直结肠癌中beclin 1的启动子区域和第二个内含子区域存在甲基化,而杂合子缺失仅在胃癌中发生.这些发现表明beclin 1基因的异常甲基化和杂合子缺失对其在胃癌和直结肠癌中的表达起调控作用. 展开更多

关键词 becli 1 DNA甲基化 杂合子缺失 胃癌 直结肠癌 转录调控

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p-SAGE：基因集合的参数统计分析方法(英文) 被引量：2

7

作者 黄波 李文婷 +2 位作者 李雯 夏雪峰 孙之荣 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1415-1422,共8页

肿瘤的发生与发展通常是由重要的细胞通路表达水平的反常导致的.尽管目前已经有很多工作利用基因表达谱数据以及一些其他的先验知识来寻找那些与肿瘤相关的基因集合,但还是没有一个恰当的基因集合的统计学方法.大多数研究都是直接将单... 肿瘤的发生与发展通常是由重要的细胞通路表达水平的反常导致的.尽管目前已经有很多工作利用基因表达谱数据以及一些其他的先验知识来寻找那些与肿瘤相关的基因集合,但还是没有一个恰当的基因集合的统计学方法.大多数研究都是直接将单基因的检验方法直接应用到基因集合上来.提出了基因集合的参数统计分析方法(p-SAGE),这个方法应用到大脑肿瘤的实验中,识别了许多显著的基因集合.一些新发现的基因集合是与信号转导和免疫相关的.这个简便有效的方法可以得出有生物学意义的结果. 展开更多

关键词 参数统计分析方法 基因集合 反常基因

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功能基因组系统学 被引量：2

8

作者 李衍达 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2004年第1期6-8,共3页

随着人类基因组测序计划的完成和后基因组时代的到来 ,各种类型功能基因组数据爆炸性增长 ,使得功能基因组的研究必须将实验和理论分析相结合。因此 ,功能基因组系统学应运而生。本文介绍了功能基因组系统学的产生 ,并对我国功能基因组... 随着人类基因组测序计划的完成和后基因组时代的到来 ,各种类型功能基因组数据爆炸性增长 ,使得功能基因组的研究必须将实验和理论分析相结合。因此 ,功能基因组系统学应运而生。本文介绍了功能基因组系统学的产生 ,并对我国功能基因组系统学的研究对象、研究特点、可采取的研究思路以及对现代医药学的影响作了进一步的介绍。 展开更多

关键词 功能基因组系统学 复杂性疾病 人类基因组测序计划 分子生物学理论 病证

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偏执型精神分裂症与4个涉及多巴胺代谢的基因之间的关联分析 被引量：3

9

作者 李俊宁 许琪 +1 位作者 沈岩 季梁 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期403-406,共4页

精神分裂症是由多基因相互作用导致的复杂疾病。对其易感基因,儿茶酚氧位甲基转移酶基因(COMT)的众多报道充满了矛盾。在对偏执型精神分裂症研究中,我们用多基因座关联分析法研究了4个涉及神经递质多巴胺代谢的基因之间的相互作用。分... 精神分裂症是由多基因相互作用导致的复杂疾病。对其易感基因,儿茶酚氧位甲基转移酶基因(COMT)的众多报道充满了矛盾。在对偏执型精神分裂症研究中,我们用多基因座关联分析法研究了4个涉及神经递质多巴胺代谢的基因之间的相互作用。分析结果支持如下假说:COMT-136-BclⅠ对Val108/158Met有调控作用。当前者的基因型是CC时,后者的易感等位基因型是Met(A);而当前者的基因型是GG时,后者的易感等位基因型是Val(G)。这一新的假说可以解释此前单基因座分析对Val108/158Met(COMT)的截然相反的报道,同时也显示了多基因座分析对复杂疾病研究的必要性。 展开更多

关键词 偏执型精神分裂症 儿茶酚氧位甲基转移酶基因 多基因座关联分析

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贡献度与证候特征选择 被引量：4

10

作者 张宇龙 刘强 +1 位作者 高颖 季梁 《辽宁中医杂志》 CAS 北大核心 2008年第3期354-355,共2页

目的:探讨如何选择辨证所需症状。方法:以中风数据中的气虚证为例。首先,分别采用卡方、似然比、logistic回归等三种方法选择症状与衡量贡献度;并使用决策树分类器,通过交叉验证,评价所选择症状的分类错误率。其次,直接以最小化分类错... 目的:探讨如何选择辨证所需症状。方法:以中风数据中的气虚证为例。首先,分别采用卡方、似然比、logistic回归等三种方法选择症状与衡量贡献度;并使用决策树分类器,通过交叉验证,评价所选择症状的分类错误率。其次,直接以最小化分类错误率为目标进行症状选择。结果:使用以上四种方法得到的症状及其分类错误率有所不同,前三种方法的分类错误率均高于最小错误率。结论:选择辨证所需症状,应该以最小化分类错误率为目标。 展开更多

关键词 贡献度 决策树分类器 分类错误率

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在全基因组范围内筛选酵母中砷抗性相关基因 被引量：2

11

作者 杜丽 张新宇 +4 位作者 虞甬 陈静思 刘艳 夏永静 刘湘军 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1072-1079,共8页

砷化物是广泛应用的抗癌药物,特别是对白血病有显著疗效.然而,治疗过程中病人会因对砷化物具有耐药性而影响治疗效果,而目前对于砷抗性机制尚缺全面深入的研究.利用酵母作为模式生物,使用不同浓度的砷对由4757个酵母缺失型突变体组成的... 砷化物是广泛应用的抗癌药物,特别是对白血病有显著疗效.然而,治疗过程中病人会因对砷化物具有耐药性而影响治疗效果,而目前对于砷抗性机制尚缺全面深入的研究.利用酵母作为模式生物,使用不同浓度的砷对由4757个酵母缺失型突变体组成的菌株库进行筛查.共鉴定出104个基因/开放阅读框(ORF),其缺失导致酵母对砷的抗性增加.生物信息学分析结果提示,这些基因与mRNA分解代谢、应激反应、组蛋白乙酰化和蛋白质合成及分解代谢等功能有关.同时这些基因中多于半数具有哺乳动物同源类似物.所以,进一步研究这些基因有望为人类砷化物的耐药性及毒性机制研究提供富有价值的新线索. 展开更多

关键词 砷化物 筛选 酵母 表型 抗性

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热蛋白质组学分析鉴定TH588的靶标蛋白 被引量：2

12

作者 刘宗元 朱松标 +1 位作者 邓海腾 陈宇凌 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期951-961,I0011,共12页

通过对活性小分子靶标蛋白的鉴定,可以建立活性小分子与细胞表型之间的联系,阐明活性小分子的功能和作用机理,对小分子药物的研发具有重要意义。热蛋白组学分析(thermal proteome profiling,TPP)是基于蛋白-配体结合可以增加蛋白热稳定... 通过对活性小分子靶标蛋白的鉴定,可以建立活性小分子与细胞表型之间的联系,阐明活性小分子的功能和作用机理,对小分子药物的研发具有重要意义。热蛋白组学分析(thermal proteome profiling,TPP)是基于蛋白-配体结合可以增加蛋白热稳定性这一原理发展的鉴定活性小分子靶标蛋白的新技术,相较于其他小分子靶点鉴定方法,其最大的优点是不需要对活性小分子进行化学修饰,极大地拓宽了该方法的应用范围。TH588是7,8-二氢-8-氧鸟嘌呤三磷酸酶(MTH1)的抑制剂,通过抑制MTH1活性,增加肿瘤细胞DNA的氧化损伤,抑制肿瘤细胞的增殖。前期研究表明,TH588可发挥MTH1非依赖的抗肿瘤功能,因此鉴定TH588的脱靶靶标对理解TH588的作用机制并进行相关的分子结构改造至关重要。本研究通过鉴定TH588在细胞中的蛋白靶标,系统地介绍TPP技术的实施和优化;并对鉴定的28个TH588直接靶标和53个间接靶标进行生物信息学分析,为探究TH588抗肿瘤的作用机制提供实验依据。 展开更多

关键词 热蛋白质组学分析 TH588 MTH1 脱靶效应

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基于细胞—计算机交互的细胞控制方法 被引量：1

13

作者 颜钱明 张鹏程 +2 位作者 乔榕 古槿 汪小我 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期489-500,共12页

Wiener在控制论(Cybernetics)中强调了两大类控制对象:机器与动物.半个世纪以来,机器控制领域已形成一套较为完备且先进的控制理论,而在生物控制方面,由于生物系统的特殊性和复杂性,对生命的基本组成单位—细胞的控制仍然进展缓慢.近年... Wiener在控制论(Cybernetics)中强调了两大类控制对象:机器与动物.半个世纪以来,机器控制领域已形成一套较为完备且先进的控制理论,而在生物控制方面,由于生物系统的特殊性和复杂性,对生命的基本组成单位—细胞的控制仍然进展缓慢.近年来,随着合成生物学技术的发展,基于细胞—计算机交互的胞外控制手段开始引起研究者们的关注,为细胞控制带来了前所未有的机遇.胞机交互的方式能够适应生物系统的特殊性,发挥计算机控制的优势,实现细胞的自动化实时控制,为人类研究细胞内部基因调控机制与其他各项生命活动提供了大量的数据与方法支持.本文根据目前基于胞机交互的细胞控制工作,归纳与总结了胞机交互中常用的生物学工具以及控制算法,分析了细胞控制的特殊性与难点,指出研究实现细胞智能控制的可行性与重要性. 展开更多

关键词 胞机交互 反馈控制 合成生物学 人工生物系统 光遗传学

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三维基因组数据分析方法进展 被引量：4

14

作者 张祥林 方欢 汪小我 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1093-1105,共13页

对染色质三维结构的探究逐渐成为了解基因组功能与基因调控关系的必要手段.近年来,随着高通量染色体构象捕获(Hi-C)等技术的发展和高通量测序成本的降低,全基因组交互作用的数据量快速增长,交互作用图谱分辨率不断提高.这给三维基因组... 对染色质三维结构的探究逐渐成为了解基因组功能与基因调控关系的必要手段.近年来,随着高通量染色体构象捕获(Hi-C)等技术的发展和高通量测序成本的降低,全基因组交互作用的数据量快速增长,交互作用图谱分辨率不断提高.这给三维基因组学发展带来机遇的同时,也给计算建模带来了挑战.当前,三维基因组数据的分析方法覆盖面广,包括了数据前期处理、标准化、可视化、特征提取、三维建模等环节,但是如何从中选择高效、准确的方法却成为制约研究者们开展研究的一项关键因素.本文根据这些方法的适用场景、原理及特点进行系统地归纳,并重点关注了针对新技术或新需求的分析方法,以期促进这一领域中信息学方法的应用和开发,助力三维基因组学的研究. 展开更多

关键词 Hi-C 三维基因组学 基因组结构 生物信息学

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通过系统分析揭示组蛋白修饰模式与转录因子结合之间的关联(英文)

15

作者 李雯 李文婷 +4 位作者 曹书娟 余文祥 李文杰 戴俊彪 孙之荣 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第2期177-187,共11页

转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白... 转录因子对顺势调控元件的选择性结合,在哺乳动物细胞类型特异的基因表达中扮演重要的角色.这个过程受到染色质表观遗传状态的潜在调控.近期,染色质免疫共沉淀结合测序的研究提供了大量泛基因组水平的数据,阐述转录因子结合以及组蛋白修饰的位点,这为系统地研究转录因子和表观遗传标记之间的空间及调控关系提供了基础.该研究对公共数据库中的染色质免疫共沉淀结合测序数据进行整合分析,涉及5个细胞系中的85种转录因子、9种组蛋白修饰,目的是研究转录因子结合位点与组蛋白修饰模式以及基因表达在泛基因组水平上的关联.作者发现,不同转录因子与组蛋白修饰的共定位模式高度一致,并且组蛋白修饰在距离转录因子结合位点约500碱基对的位置富集.作者还发现,转录因子结合位点的占有率与活性组蛋白修饰的水平和双峰模式正相关,并且启动子区域组蛋白修饰的双峰和共定位模式和基因的高转录水平相一致.组蛋白修饰模式、转录因子结合位点的占有率与基因转录之间的关联暗示了细胞可能利用的基因表达调控机制. 展开更多

关键词 表观遗传组 转录因子 系统生物学 整合方法

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一种基于二代测序辨识短串联重复序列长度变异的新方法及其在人类遗传疾病研究中的应用（英文）

16

作者 严章明 王瑶 +2 位作者 刘珂 向书念 孙之荣 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第8期768-777,共10页

二代测序技术的涌现推动了基因组学研究,特别是在疾病相关的遗传变异研究中发挥了重要作用.虽然大多数遗传变异类型都可以借助于各种二代测序分析工具进行检测,但是仍然存在局限性,比如短串联重复序列的长度变异.许多遗传疾病是由短串... 二代测序技术的涌现推动了基因组学研究,特别是在疾病相关的遗传变异研究中发挥了重要作用.虽然大多数遗传变异类型都可以借助于各种二代测序分析工具进行检测,但是仍然存在局限性,比如短串联重复序列的长度变异.许多遗传疾病是由短串联重复序列的长度扩张导致的,尤其是亨廷顿病等多种神经系统疾病.然而,现在几乎没有工具能够利用二代测序检测长度大于测序读长的短串联重复序列变异.为了突破这一限制,我们开发了一个全新的方法,该方法基于双末端二代测序辨识短串联重复序列长度变异,并可估计其扩张长度,将其应用于一项基于全外显子组测序的运动神经元疾病临床研究中,成功地鉴定出致病的短串联重复序列长度扩张.该方法首次原创性地利用测序读长覆盖深度特征来解决短串联重复序列变异检测问题,在人类遗传疾病研究中具有广泛的应用价值,并且对于其他二代测序分析方法的开发具有启发性意义. 展开更多

关键词 二代测序 短串联重复序列 长度变异 运动神经元疾病

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