利用序列保守模体和局部构象信息预测转录因子结合位点

转录因子结合位点的计算预测是研究基因转录调控的重要环节,但常用的位置特异得分矩阵方法预测特异性偏低.通过深入分析结合位点的生物特征,提出了一种综合利用序列保守模体和局部构象信息的结合位点预测方法,以极大相关得分矩阵作为保守模体的描述模型,并根据二苷参数模型计算位点序列的局部构象,将两类信息得分组合为多维特征向量,在二次判别分析的框架下进行训练和滑动预测.预测过程中还引入了位置信息量以优化似然得分和过滤备选结果.针对大肠杆菌CRP和Fis结合位点数据的留一法测试结果表明,描述模型的改进和多种信息的融合能有效地改善预测方法的性能,大幅度提高特异性.

酵母核小体中心序列局域偏好和连接序列的多样性

基于酵母单碱基精度的核小体位置数据,提取核小体中心及连接序列分析两类序列的精细结构和模体偏好。结果显示,区分两类序列最主要的是稀有模体(GCG、CGC、CGG和CCG),其次是富含模体(AAA和TTT)。将核小体中心序列等分为3个单元,发现中单元与核小体中心序列相对偏差的分布相似,两翼单元分布部分类似于连接序列,表明中单元的核小体定位信号强而两翼具有连接序列的部分序列特征。通过分析11个核小体连接序列长度组的G+C含量发现其长度与G+C含量成负相关,而MEME模体搜索结果显示11个长度组主要有4类保守模体,意味着连接序列的多样性。

基于序列和结构特征分析植物TATA和TATA-less启动子

分析启动子区域内调控元件是阐明基因转录起始机制的重要前提.利用从PlanPromDB数据库下载的植物Pol-ⅡTATA和TATA-less启动子数据,深入分析了两类启动子GC偏好、位点结构保守性、序列碱基组分、保守模体分布、TATAbox位点分布及关联位点保守性等特点,统计出两类植物启动子许多特有的序列组分和结构规律,这些规律对进一步揭示植物Pol-Ⅱ启动子的转录调控机制有一定的帮助.通过构建能够同时考虑位点保守性和关联性的位点关联性权重矩阵扫描模型(PCWM),利用相应打分函数(Score)对两类启动子进行区分,得到了较好结果,说明PCWM的预测性能要优于单碱基的位点权重矩阵(PWM).

玉米DEAD-box RNA解旋酶基因的克隆及分析

DEAD-box RNA解旋酶参与RNA转录、前体mRNA剪切、核糖体发生、核质运输、蛋白质翻译、RNA降解等重要的生命活动.根据本室在S-Mo17Rf3Rf3cDNA芯片研究中,检测到花粉发育后期RNA解旋酶上调表达的结果,应用RACE技术从S-Mo17Rf3Rf3花粉中克隆得到该RNA解旋酶基因全长cDNA,命名为ZmRH2并在GenBank注册登记(DQ327709).序列分析表明该cDNA全长1652bp,从第163bp开始到1386bp含有一个开放阅读框,编码407个氨基酸.其编码的蛋白质具有DEAD-boxRNA解旋酶特有的9个保守模体,与水稻、拟南芥和豌豆中的DEAD-boxRNA解旋酶的氨基酸序列存在着很高的同源性.RT-PCR分析表明,该基因在近等基因系S-Mo17Rf3Rf3和S-Mo17rf3rf3的叶、根、和雌穗中的表达没有差异,但在花丝和花粉中有明显差异.

真核生物FANCJ-like蛋白的结构与进化

FANCJ-like蛋白是一类ATP依赖的5′-3′DNA解旋酶,参与DNA损伤修复、同源重组及G4-DNA拆解,在基因组稳定性维持过程中发挥重要功能。文章系统分析了47种真核生物的FANCJ-like蛋白,对其序列结构特征及起源进化进行了深入探讨。真核生物FANCJ-like蛋白包含4类成员——XPD、CHL1、RTEL1和FANCJ,但在真菌的一些世系及昆虫中存在严重缺失现象,如接合菌门(Zygomycota)缺失了RTEL1,担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)缺失了RTEL1和FANCJ,双翅目昆虫缺失了FANCJ。FANCJ-like蛋白不仅包含经典解旋酶共有HD1和HD2结构域,而且在HD1结构域中插入了自身特有的Fe-S、Arch和Extra-D结构域。Fe-S和Arch结构域在4类成员中较保守,Extra-D结构域在XPD中不存在,在其他3类成员中也各不相同。在FANCJ-like蛋白的Fe-S、Arch和Extra-D结构域中分别发现了7个、10个和2个特有模体;除了已报道的保守模体外,HD1和HD2中分别发现了5个和12个特有模体。从这些特有模体的组成和排布来看,RTEL1和FANCJ最为相近,它们在HD2区包含两个独有模体Vb2和Vc,可能与其G4-DNA解旋活性相关。进化方面的证据表明,FANCJ-like蛋白起源于一种HD1区插入了Fe-S和Arch结构域的DNA解旋酶,在多细胞真核生物出现之前,该蛋白通过3次复制事件和随后的特异化过程,依次形成了目前真核生物所包含的4类FANCJ-like蛋白。