关于微生物在线生物信息分析系统的开发及运用

应用浏览器或者服务器创建微生物在线分析系统,可以用于传染病的预防与控制,系统开发中将分析软件、远程桌面以及分布式运算等运行方案结合,使系统无需本地安装,能够通过浏览器直接使用。文章分析了微生物在线分析系统开发时需要的软件资料和应用技术,结合实际情况探究系统实践与应用的有效结果。

微生物在线生物信息分析系统的开发及应用

目的基于浏览器/服务器模式构建微生物在线生物信息分析系统,应用于传染病预防控制工作。方法将目前在传染病病原微生物研究和传染病分子诊断、溯源中常用的基于客户端/服务器模式的一些开源的或免费提供使用的分析软件,采用远程桌面、分布式处理等"云计算"技术方案,构建成不需要在本地安装,以浏览器/服务器模式直接通过浏览器以点鼠标的方式使用的微生物在线生物信息分析系统。结果构建了包含引物设计、序列比对和进化树构建、数据统计、图形展示四类共15种常用生物信息分析功能的微生物在线生物信息分析系统,实现了通过浏览器进行病原微生物序列数据在线分析及疫情溯源。结论通过构建基于浏览器/服务器模式的微生物在线生物信息分析系统,可为疾病预防控制工作者提供方便快捷的生物信息分析服务,加快病原微生物序列数据的深度挖掘和疫情溯源,提高应对突发疫情的反应速度。

地理信息系统在生物多样性评估与保护方面的空间分析与决策支持

地理信息系统(Geographic Information System,GIS)在生物多样性评估与保护方面具有重要的作用。通过整合和分析地理空间数据、环境数据和生态学数据,GIS能够提供准确的空间分析和决策支持,帮助监测生物多样性的分布和变化、评估栖息地、分析环境胁迫、规划生态网络、应对灾害,以及制订科学合理的保护策略。对GIS在生物多样性评估与保护方面的应用进行综述,强调了GIS在促进生物多样性保护和可持续发展方面的重要性。

基于实验室信息管理系统和帆软报表的生物制品检测数据趋势分析研究

生物制品在生产和检验过程中会产生大量相关数据,但数据处理过程存在着低数字化管理、工作不便等问题。本文根据趋势分析在生物制品质量监控中的特点,建设了趋势分析系统。该系统基于实验室信息管理系统和帆软报表工具研发,融入仪器数据采集和检验数据清理相关技术,利用休哈特控制图,完成对检测数据的采集、清理、汇总,并提供统计、分析和可视化监控、报警等功能,提高生物制品趋势分析的质量和效率,追踪其在生产和检验中的稳定性和变异性,为生物制品的科学管理提供参考。

生物质合成气一步法合成二甲醚的在线分析系统

建立了一套由生物质合成气一步法制取二甲醚的在线分析系统。针对生物质合成气一步法合成二甲醚特征,采用两台分别装有TCD和FID检测器的色谱仪分析反应产物。利用原料气中N2作为内标物,来确定TCD上检测到的永久性气体组分浓度;通过CH4作内标物,来确定FID上检测到的有机物组分浓度。TCD和FID之间通过CH4来关联,从而确定反应产物中主要组分的浓度。该系统在压力3MPa,温度250℃,空速(流速与催化剂体积的比值)分别为1000、2000、3000h-1的条件下用C306和HZSM_5催化剂进行评价测试,发现系统分析效果好,重复性高,并且反应前后主产物碳平衡到达90%以上。

溶藻弧菌Ⅲ型分泌系统vscP基因的克隆与生物信息学分析

根据NCBI上登录的溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)全基因组序列,设计一对克隆溶藻弧菌HY9901株Ⅲ型分泌系统"分子尺"蛋白VscP全长基因的特异性引物,PCR扩增获得基因的全长片段。结果显示,vsc P(Gen Bank登录号FR780678)开放阅读框ORF为1 206 bp,共编码401个氨基酸残基。根据推导的氨基酸序列预测其分子质量约为44.4 ku,等电点为5.72。Signal 4.1 Server和TMHMM Server 2.0预测结果表明,VscP无信号肽与跨膜结构域。Soft Berry-Psite预测结果显示,VscP含有3个N端糖基化位点,2个cAMP及c GMP依赖性蛋白激酶磷酸化位点,5个蛋白激酶C磷酸化位点,9个酪蛋白激酶II磷酸化位点,2个N端豆蔻酰基化位点,1个酰胺化位点和3个微体C末端靶信号位点。运用MEGA6.0构建的VscP系统进化树显示,溶藻弧菌VscP与副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)聚为一簇。应用SWISS-MODEL软件构建VscP亚基三维结构模型发现,其与鞭毛Fil K蛋白有相似构型。

分子系统发育分析的生物信息学方法

物种之间的系统发育分析研究物种的形成或进化历史,以及物种之间的进化关系,它是当代生命科学研究的一个重要分支。分子生物学和计算机科学的发展,为人类采用计算的方法从分子水平研究生物的进化历史以及探索生命的起源提供了新的思路。在过去的几十年中,基于分子水平的系统发育学研究取得很大的进展,各种各样基于分子水平的系统发育树推断方法被提出来。现从物种进化距离刻画和系统发育树重构算法两个方面,总结和评述了在过去十几年里,人类利用生物信息学方法在分子水平上研究物种进化关系的进展和取得的成果,分析了物种进化研究存在的问题和面临的挑战,指出了物种进化研究今后的主要方向。

牦牛DJ-1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

为了研究牦牛DJ-1基因的结构及功能,为后续深入研究牦牛DJ-1基因的生物学功能提供了重要的理论依据。以美仁牦牛脂肪组织cDNA为模板,利用RT-PCR克隆牦牛DJ-1基因的编码区序列(CDS),并且利用基因序列进行生物信息学分析,预测结构域及蛋白质理化性质等,再利用RT-qPCR技术进行组织表达分析。结果表明,美仁牦牛DJ-1基因的CDS区全长570 bp,共编码189个氨基酸;牦牛DJ-1结构域预测显示,在DJ-1氨基酸序列的29—168位中有1个含有Pfam的PfpI结构域;通过对DJ-1蛋白结构和功能进行预测,结果显示,无跨膜结构且无信号肽区域,分子质量20.03531 ku,原子总数2870,理论等电点6.84,不稳定系数28.37,表示为稳定的蛋白质;脂肪系数101.11,总平均亲水系数-0.004,为亲水蛋白,共有11个磷酸化位点;同时,亚细胞定位预测结果表明,美仁牦牛DJ-1蛋白主要分布于细胞质和线粒体中,系统进化树表明,美仁牦牛与野牦牛和欧洲牛亲缘关系最近,与北极狐和宽吻海牛亲缘关系最远;RT-qPCR结果表明,在成年美仁牦牛的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肌肉、脂肪和睾丸组织中均有所表达,在心脏组织和肌肉组织中表达水平最高,在肝脏和睾丸组织中表达水平最低。

牛FMR1基因5'UTR克隆及生物信息学分析

为了探讨西门塔尔牛脆性X智力低下基因1(fragile X mental retardation 1,FMR1)的生物学功能,并为研究FMR1在西门塔尔牛屡配不孕中发挥的作用提供数据支持。实验以西门塔尔牛血液DNA为模板,通过PCR方法克隆FMR1基因完整的5′UTR序列;与NCBI提供的牛FMR1基因mRNA全序列进行比对;利用在线软件进行遗传分析并构建系统进化树,分析FMR1基因5′UTR端脆性;分析该基因编码蛋白的理化性质、亲疏水性、磷酸化位点、跨膜结构、信号肽、二级结构、三级结构和互作蛋白。结果表明:西门塔尔牛FMR1基因5′UTR序列与NCBI提供的牛FMR1基因序列基本一致,生物信息学分析得到牛FMR1基因最长开放阅读框1 710 bp,基因共编码569个氨基酸,分子量64 221.90 u,其编码蛋白是不稳定的亲水蛋白,没有明显的信号肽切割位点,并且不包括跨膜螺旋,二级结构预测表示其主要以α螺旋和无规卷曲形式为主。说明西门塔尔牛FMR1基因编码序列长度为40 254 bp,编码569个氨基酸,编码的蛋白质为亲水不稳定蛋白,与绵羊遗传距离最近。

重庆市林业有害生物监测分析信息系统的设计与应用

重庆市森林病虫防治检疫站以国家森林病虫害防治信息系统为框架。利用GIS、GPS、PDA等新技术新设备，主持开发了重庆市林业有害生物监测分析信息系统。本文主要介绍了该系统的设计流程和功能特点。并对该系统在林业工作中的具体应用进行了分析。

单增李斯特菌食品分离株LM201的双组分信号转导系统的生物信息学分析

用生物信息学方法对已完成基因组测序的单增李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)食品分离株LM201的双组分信号转导系统(Two-component signal transduction systems,TCSs)进行了数量统计、结构分析和功能预测。结果发现:LM201有14对TCSs和2个孤儿应答调控子(Response regulator,RR);其组氨酸激酶(Histidine kinase,HK)具有11种组成结构;其RRs分属于7个亚家族;有3对TCSs和1个孤儿RR的预测功能在Lm中未见报道,有1对TCS功能预测为未知。该研究结果能为构建Lm的TCSs交叉调控网络提供参考,以明确TCSs在Lm毒力调控方面的机制。

基于雨课堂的学情分析在研究生教学中的探索与应用——以“系统生物学与生物信息学”课程为例

“系统生物学与生物信息学”是一门学科交叉性和实践性很强的课程,尤为重视学生综合应用知识和动手操作能力的培养,强调学生创新思维的形成。在成果导向教育理念的指导下,在以学生为中心的新型教学模式下,多种现代化教学工具应运而生。雨课堂带来的学生互动与情景教学模式,助力于传统的课堂教学。在课程教学中实施基于雨课堂的学情分析策略,贯穿课前、课中和课后各个环节,能够提高课堂学习效率,提升学生学习兴趣,培养学生创新思维,达成学生成为课堂主体这一目标。

医院过敏患者数据信息系统在线统计分析功能的实现

目的利用SAS软件实现过敏患者数据信息系统的在线统计分析功能,高效快速地获得过敏患者数据动态分析结果。方法 Windows环境下,以Apache为服务器,SAS统计软件的WEB功能采用SAS/Intr Net实现;MySQL数据库与SAS之间的连接采用MySQL ODBC Driver 5.3.4完成;编写SAS程序并制作相应的HTML页面。结果实现了SAS的WEB功能及SAS软件与MySQL数据库的连接,为医院过敏患者数据信息系统增加了在线统计分析功能;终端用户可以通过在浏览器上点击式操作,完成与服务器端SAS软件的互动,调用过敏患者数据信息系统中的数据实现在线统计分析功能,获得相应的分析结果。结论利用SAS软件的WEB功能可以实现信息系统在线统计分析功能,为使用者提供动态的数据分析结果。

基于在线监测与大数据分析的设备管理信息系统开发及应用

以某铝电解公司设备管理信息化项目建设的应用实践为基础,通过在线监测所获取的设备运行状态和数据,采用大数据技术进行分析,研究和开发了新一代的设备管理信息系统。实践表明设备管理信息系统的应用可减少设备故障发生的频次,降低处理设备故障的所产生的费用,取得了良好的社会效益和经济效果。

病毒基因组生物信息分析系统的构建及关键技术探析

在生物信息学蓬勃发展的背景之下,本文将针对病毒基因生物信息分析系统的构建及构建过程中所使用到的关键技术进行研究。

《生物年代》信息分析系统──研究含油气盆地的地层古生物资料和信息处理的数据库

现阶段含油气盆地的研究需要引入新的设备和手段，以处理日益增加的各种地质信息。地层－古生物资料块就是进一步分析这类信息最独特、最重要的手段之一。计算机处理技术，资料的累积、统一、保存和多结构的分析，以及利用大量的地层古生物资料，对认识含油气盆地的结构、形成、发展史提供了新的契机。为了开展这项研究工作，建议使用《生物年代》专用信息分析系统。

基于生物信息学探索系统性硬化病相关肺动脉高压免疫相关基因及免疫细胞浸润分析

目的:通过生物信息学分析鉴定系统性硬化病相关肺动脉高压(SSc-PAH)免疫相关基因(IRGs),并深入探讨免疫细胞浸润在SSc-PAH中的作用。方法:从GEO数据库下载数据集GSE22356,使用R软件对其进行差异表达基因(DEGs)分析。通过ImmPort数据库下载人类免疫基因数据集,与DEGs取交集得到差异免疫相关基因(DEIRGs),对DEIRGs进行GO和KEGG富集分析。通过Cytoscape软件构建DEIRGs的蛋白互作(PPI)网络,根据Degree值筛选枢纽免疫基因。CIBERSORT算法评估SSc和SSc-PAH患者血液组织免疫细胞浸润。对枢纽免疫基因与浸润性免疫细胞进行相关性分析。结果:共得到56个DEIRGs。功能富集表明DEIRGs在信号转导、免疫应答、趋化作用中具有重要意义。根据PPI网络及Degree值得到枢纽免疫基因FCGR3B、CD28、LYN、LCK。免疫细胞浸润结果显示,与SSc相比,SSc-PAH患者血液组织中单核细胞、嗜中性粒细胞比例升高,而初始CD4 T细胞、未活化的CD4记忆性T细胞、γδ T细胞比例降低。相关性分析结果显示,CD28、LCK与γδ T细胞呈正相关,与单核细胞呈负相关。FCGR3B与中性粒细胞呈正相关,与初始CD4 T细胞呈负相关,LYN与单核细胞呈正相关,与γδ T细胞呈负相关。结论:枢纽免疫基因和免疫细胞浸润差异在SSc-PAH发生发展中起重要作用。

金纹细蛾几丁质酶基因生物信息学分析

本文从生物信息学角度对克隆获得的金纹细蛾几丁质酶进行分析,通过课题组提交到GenBank的数据,采用在线分析及相应软件分析预测金纹细蛾几丁质酶(LrCHI)基因核苷酸和氨基酸序列的组成、理化性质、信号肽、糖基化位点、磷酸化位点、疏水性、二级结构和三级结构等,并构建系统发育树。结果表明:LrCHI开放阅读框由1737bp组成,推导578个氨基酸;此序列所编码的蛋白属于几丁质酶18家族,其N端含有信号肽和几丁质酶18家族活性位点,C端为几丁质结合区,无跨膜结构域区域;预测LrCHI为亲水性蛋白;金纹细蛾与鳞翅目的棉铃虫、甜菜夜蛾进化关系最近。分析结果可为LrCHI的科学研究提供有价值的信息,为进一步研究其高级结构与功能的关系提供理论依据。

21种植物八氢番茄红素合成酶的生物信息学分析

【目的】对番茄等21种植物的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)进行生物信息学分析,为研究植物八氢番茄红素合成酶的结构与功能分析奠定基础。【方法】采用Blast、Prot Param和Signal P等生物信息学软件,对番茄、拟南芥、辣椒和胡萝卜等21种植物PSY的理化性质、蛋白结构和系统发生树等进行分析。【结果】21种植物PSY氨基酸不存在信号肽,不具有跨膜结构,推测PSY可能定位于细胞质叶绿体中发挥功能,二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成。【结论】PSY蛋白为较不稳定亲水性蛋白,亚细胞定位于叶绿体上。不经过跨膜转运,而是直接在细胞质基质中形成。