3型长QT综合征基因突变型与表型关系分析

目的 目前已发现至少17个先天性长QT综合征(LQTS)亚型,其中3型长QT综合征(LQT3)检出率为5%~10%,占第三位。该型人数虽不是很多,但由于症状严重、发生猝死的风险高而备受关注。现探讨中国LQT3患者特定突变型与表型的关系。方法 共入组6例2001—2014年诊断为LQT3的先证者。用新一代靶向技术和直接测序法或全外显子测序法检测到SCN5A基因上的突变。对携带特定突变的先证者及其受累亲属进行突变型和表型分析。结果 共检出SCN5A上的5个致病突变(V411M、P1332L、F1473S、R1644H和delD1790)。表型分析显示,多数先证者具有典型的LQT3型心电图(ECG)特点,美西律治疗有效。2例携带V411M突变的无关联先证者均表现为窦性心动过速,且不能被β受体阻滞剂抑制。携带P1332L突变的先证者表现出类似LQT2型的ECG模式,对美西律敏感。1例携带F1473S突变的患者在出生不久即发生了首次心脏事件,美西律无效,2.5岁时发生猝死。携带纯合R1644H突变的患者ECG上表现为基底部宽大的倒置T波,足量美西律治疗后可使ECG完全正常化。另外观察到位于C末端的delD1790突变引起致死性心脏事件的风险低。结论 LQT3患者发生心脏事件的风险与其携带突变位置及是否在出生后第1年内有症状有关。这些发现为进一步研究中国人LQT3患者的基因突变型与表型关系提供了更多的证据。

基于核心素养培育的高中生物学单元教学设计——以“基因与染色体的关系”教学为例

本文阐述单元教学的内涵,构建单元教学设计模型,并据此模型进行“基因与染色体的关系”教学实践,以“基因与染色体的关系”为明线,以“科学思维的发展”为暗线,通过设置核心问题,设计相契合的教学活动,配以评价学习成果的评价量表,展示单元教学设计在实际教学中的应用,为生物学学科核心素养的培育提供教学参考。

融合基因关系网和功能预测恶性胶质瘤基因方法研究

目的:建立挖掘恶性胶质瘤候选基因的方法并进行系统分析。方法:结合恶性胶质瘤已知通路内基因和发生点突变和拷贝数改变的基因构建扩展基因关系网络,计算并分别寻找在网络中度和中心性得分高,脆弱性为正数的节点(基因),将满足一种或多种测度并与已知恶性胶质瘤基因共功能的基因作为恶性胶质瘤候选基因。最后,通过文献验证方法评价多种测度预测恶性胶质瘤基因的效能。结果:融合基因功能后,利用基因在网络中的度和脆弱性可识别大部分恶性胶质瘤基因,但利用中心性预测的结果较差;当将三个测度融合后,效能并没比单独使用脆弱性高。结论:融合基因功能关系和网络脆弱性是预测恶性胶质瘤基因的最佳测度。

关联规则挖掘结合PSO的基因-疾病关系自动提取方法

针对生物医学可用数据越来越庞大而导致管理人员很难从非结构化文件中整理出有用信息的问题,提出了一种基因-疾病关联规则提取方法 .首先从MEDLINE和OMIM准备实验语料库,应用解析器产生一些语法信息;然后学习所有可能的规则,利用粒子群优化进行优化学习,从不相关句子中区分相关的;最后,计算学习规则的分数,选择感兴趣的规则,并生成一组有用的关联规则.以精度、召回率和F-分数为评价指标的实验证明了提出方法的有效性.实验结果表明,提出的方法最大精度、召回率和F-分数可分别高达79.2%、65.1%、68.5%,相比手动规则集,提出的方法更加完整.

3对基因连锁关系判定与运算的简明方法

3对基因连锁关系的判定与运算问题一直是遗传学教学的难点,作者通过寻找三因子杂合体测交后代中最相似两种表型显隐性变化之基因的简明处理方法使这类问题得到了解决,方便了学生的学习。

冠心病患者血管紧张素转化酶基因多态性与其血清活性及血管紧张素Ⅱ水平的关系

为探讨冠心病患者血管紧张素转化酶基因多态性与血清中血管紧张素转化酶活性及血浆中血管紧张素Ⅱ水平的关系 ,测定 76例冠心病患者和 6 8例健康人血管紧张素转化酶基因型、血清中血管紧张素转化酶活性和血浆血管紧张素Ⅱ水平 ,并对循环中血管紧张素转化酶活性和血管紧张素Ⅱ水平进行直线相关分析。结果发现 :①冠心病组和正常对照组血清血管紧张素转化酶、血浆血管紧张素Ⅱ水平无明显差别 ;②两组内不同基因型间血管紧张素转化酶活性存在显著差别 ,缺失型者明显高于杂合子和插入型者 ,但不同基因型间血管紧张素Ⅱ水平无明显差别 ;③血清血管紧张素转化酶活性和血浆血管紧张素Ⅱ水平无显著相关。结果提示 ,基因插入缺失多态性是决定血清血管紧张素转化酶活性的重要因素 ,但与血浆血管紧张素Ⅱ水平无关。血清血管紧张素转化酶活性和血浆血管紧张素Ⅱ水平无显著相关 ,血管紧张素转化酶基因多态性与冠心病发生。

NMF模型在挖掘基因功能关系中的研究与应用

为了充分利用现有的生物医学文献和基因组信息来确定基因之间的功能关系,开发了一个基于Web的生物信息学软件环境,叫做基因功能关系助手(GFRA)。该软件使用了非负矩阵因子分解(NMF)的算法,便于发现基因之间的功能关系并根据基因之间的相关程度将其分类。使用3个手动构建的基因文档集合来测试GFRA,准确率达到一定的精度。GFRA实现了从文本流和文本库(如MEDLINE)中挖掘知识,鉴定新基因之间的功能关系,对于验证和分析由微阵列实验提出的基因关联有很大帮助。

一种适用于单胎动物多品种选择的基因组关系矩阵

旨在提出一种新型基因组关系矩阵并验证其在多品种联合群体中的模拟应用效果。本研究利用QMsim软件模拟牛的表型数据和基因型数据;利用Gmatrix软件构建常规G阵;利用R语言构建新型G阵,新型G阵在常规G阵的基础上,将多品种联合群体的非哈代-温伯格平衡位点考虑在内;利用DMU软件使用“一步”法模型计算基因组估计育种值(estimated genomic breeding value,GEBV);比较不同情况下使用两种G阵的GEBV预测准确性。结果表明,在不同遗传力及QTL数下,不对新型G阵使用A22阵加权就能达到常规G阵使用A22阵加权时的GEBV预测准确性。在系谱部分缺失时,新型G阵不加权较常规G阵加权时GEBV预测准确性高。证明,在系谱有部分缺失时,新型G阵对多品种GEBV的预测有一定优势。

甜瓜SAUR基因家族鉴定及生物信息学分析

SAUR(smallauxin-upRNA)为早期生长素应答重要基因家族之一。采用生物信息学方法,对甜瓜SAUR家族基因进行系统地鉴定,并对其基因结构、进化关系、基因复制关系、基因组织表达水平等进行分析。结果表明:在甜瓜基因组中共鉴定出66个SAUR基因,在1号、11号染色体上分布的基因数目较多。通过最大似然法对甜瓜、拟南芥、西瓜、黄瓜SAUR家族基因蛋白氨基酸全长序列构建系统进化树,划分成5个类群,甜瓜与拟南芥的SAUR基因在进化树上更倾向于分布在不同的分支上,而与西瓜、黄瓜的SAUR基因在进化树上更倾向于聚在一起。共鉴定到6个串联重复事件以及11个片段复制基因对;甜瓜SAUR家族基因中有13个基因在6个物种中均可形成基因对。顺式作用元件预测鉴定到8个与非生物和生物胁迫相关的顺式作用元件,10个与植物激素响应相关的顺式作用元件,8个与植物生长发育相关的顺式作用元件。甜瓜SAUR家族基因在不同组织中的表达水平差异较大,在甜瓜不同发育阶段表达亦有所不同。

人载脂蛋白A5基因多态性56C→G与血浆甘油三酯的关系

为研究载脂蛋白A5基因编码区 5 6C→G这一多态性位点与血浆脂质以及载脂蛋白水平的关系 ,选择4 6 8个健康汉族人 ,应用聚合酶链反应限制片长多态性的原理 ,逐个鉴定每个个体的基因型。结果发现 ,5 6C→G这一位点在中国汉族人群中突变频率小于 1% ,提示它在中国汉族人群中不是一个多态性位点 。

国人载脂蛋白A1基因多态性与血脂水平及冠心病的关系

为探讨载脂蛋白A1基因 - 75bp +83bp位点多态性与血脂水平及冠心病发生之间的关系 ,采用生物化学方法分别测量经冠状动脉造影证实的 92例冠心病患者及 4 5例正常人空腹血脂水平 ,应用聚合酶链反应对载脂蛋白A1基因DNA 4 33bp的 5’末端片段进行限制性片段长度多态性分析。结果发现 ,冠心病组甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白、载脂蛋白B及脂蛋白 (a)水平均高于对照组 (均P <0 .0 5 ) ,而高密度脂蛋白 (P <0 .0 0 5 )与载脂蛋白A1 (P <0 .0 5 )水平则低于对照组 ;冠心病组较对照组M1 -及M2 -基因型频率明显为低 (P <0 .0 0 5 ,P <0 .0 5 ) ;与M1 + +相比 ,M1 +- - -者血中高密度脂蛋白及载脂蛋白A1水平分别升高 1 8.0 9%和 1 5 .6 8% ,而M2 +- - -者血中高密度脂蛋白及载脂蛋白A1水平较M2 + +分别升高 6 .1 9%和 8.6 5 %。以上结果表明 ,载脂蛋白A1基因- 75bp位点G被A取代及 +83bp位点C被T取代或G被A取代后个体血载脂蛋白A1及高密度脂蛋白水平升高 ;

全基因组关联分析中混合模型的原理、优化与应用

全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)是定位基因组中与性状显著关联的变异位点的有效方法。随着表型记录的完善、高通量基因型分型技术的发展,以及统计方法的改进,全基因组关联分析在人类疾病、动物植物遗传等领域得到了广泛的应用。假阳性是影响全基因组关联分析结果可靠性的重要因素之一。为了控制假阳性,除了校正P值,GWAS模型从最简单的方差分析(或用于质量性状的卡方检验)到加入固定效应协变量的普通线性模型(general linear model,GLM),再到加入随机效应的混合线性模型(mixed linear model,MLM)持续改进,控制了多种混杂因素导致的假阳性。将个体的遗传效应拟合为由基因组亲缘关系矩阵(genomic relationships matrix,GRM)定义的随机效应是目前常用的方法。由于MLM的参数估计大量消耗计算资源,研究人员不断尝试模型求解优化和GRM的构建优化(GRM的构建优化同时也提高了计算效率),最终将基于MLM计算的时间复杂度由O(MN3)逐步改进到O(MN),实现了计算速度与统计功效的飞跃。针对质量性状病例对照比失衡带来的假阳性问题,研究人员进一步对广义混合线性模型(generalized linear mixed model,GLMM)进行了校正。本文较全面地介绍了GWAS的基本原理和发展,着重阐述了GWAS中MLM模型的改进和优化细节,同时,列举了GWAS在农业中的应用,包括在植物、动物和微生物方面的研究成果,以及基于单倍型的GWAS应用。最后,从进一步提高GWAS统计功效和GWAS试验设计2个角度对GWAS未来的发展进行了展望。

内皮型一氧化氮合酶基因G894T多态性与冠心病关系的Meta分析

目的 综合评价不同国家人群内皮型一氧化氮合酶基因G894T多态性（Glu298Asp）与冠心病的关系.方法 以冠心病组和对照组基因型频数的比值比为统计量,全面检索相关文献,剔除不符合要求的文献;应用Meta分析软件包REVMAN4.2对各研究结果进行一致性检验及数据合并,并评估发表偏倚的影响.结果 总共12篇文献纳入Meta分析,包括5 891例冠心病患者和3 392例对照者.各研究之间存在显著异质性（χ2=63.40,P＜0.00001）,故采用随机效应模型D-L法进行数据合并,合并TT/（GT＋GG）OR为1.52,95%CI为1.02～2.25（P=0.04）.结论 内皮型一氧化氮合酶基因G894T多态性的TT基因型能适度增加冠心病的发病危险,可能是冠心病的遗传危险因素之一.

利用矩阵分解提取生物医学文献中潜在相关基因

利用Bicomb从50个基因文档中提取主题词建立词-基因矩阵,用对数权重法对词-基因矩阵进行处理,采用非负矩阵分解和奇异值分解法对词-基因矩阵降维,通过计算余弦相似度推断基因关系。结果表明,利用矩阵分解可以从生物医学文献中提取潜在相关基因。

POMT1基因变异在α-抗肌萎缩相关糖蛋白病中的研究进展

蛋白O-甘露糖基转移酶1(POMT1)基因编码的蛋白参与蛋白质O-甘露糖基化修饰起始步骤,在细胞连接、神经元迁移等多种生理过程发挥重要作用,α-抗肌萎缩相关糖蛋白病(α-DGP)是一组由α-抗肌萎缩相关糖蛋白(α-DG)O-糖基化缺陷所致的肌营养不良相关疾病。POMT1基因作为α-DGP的致病基因之一,通常与症状严重、预后差的α-DGP表型密切相关。该文对POMT1基因变异相关α-DGP的诊治、基因型-表型关系及可能的发病机制进行综述,以期深入探索POMT1变异的致病机制,为POMT1基因变异相关α-DGP的分子生物学水平治疗提供新思路。

利用SRAP标记分析花生属花生区组种质亲缘关系

利用54对SRAP引物分析花生属花生区组11个物种28份材料间的遗传变异。结果表明，28份材料共扩增出327条多态性DNA带，平均每对引物扩增出5．95条多态性DNA带，扩增变幅为2—25条。聚类分析表明，28份花生材料间的遗传距离变幅为0．12～0．75，平均为0．42，A基因组物种Arachis duranensis与栽培种花生的亲缘关系最近，可能是栽培种花生的A基因组的供体。28份种质分为两大类，第一大类包含四倍体种质及A基因组的A．villosa和A．duranensis，第二大类包含B基因组、D基因组及其他A基因组。主成分分析结果与聚类分析结果相似，仅将第二大类中的B基因组种质A．batizocoi独立作为第三大类；第一和第二个主成分可以解释81％（57．5％和23．5％）的总变异。

水产动物基因组近交分析软件的开发和应用

水产动物种质资源保存和管理工作中需要分析基因组亲缘关系及近交水平,为此开发了一套水产动物基因组近交分析软件工具包。该软件工具包从高通量基因分型数据预处理起始,以多种统计基因组学分析方法解析、呈现群体遗传特征,提供如基因组共祖系数(Genomic coancestry coefficient)、显性亲缘关系(Dominance coefficient)、血缘同源(Identity by descent,IBD)、状态同源(identical by state,IBS)、基因组近交系数(Genomic inbreeding coefficient)、多维标度分析(Multidimensional scaling,MDS)及群体遗传结构分析等基因组亲缘关系及近交水平参数分析计算方法。该软件是在Windows操作系统下,基于VB.NET 2012语言和多种开源工具包开发完成,可在安装有Microsoft.NET Framework 4.0运行环境的Windows 10操作系统上运行。该软件工具包已经应用在白斑狗鱼Esox lucius种质资源评价及保种项目中。该软件的推广和应用有望提升渔业资源养护领域的保种技术水平,推动我国水产动物种质资源保存及管理工作的发展。

一家系Joubert综合征17型2例基因-表型分析

目的探讨Joubert综合征的临床表现、基因-表型关系。方法分析一家系Joubert综合征2例患儿的临床和影像资料,以及患儿及父母的靶向基因组测序结果;复习Joubert综合征相关文献。结果姐姐18岁,弟弟13岁,均有肌张力低下、发育迟缓,无眼、肾、肝脏受累,韦氏智商分别为64、71。头颅磁共振(MRI)提示"臼齿征"。基因检测显示CPLANE1基因存在复合杂合变异c.-47-3C>A、c.8263dupA,分别来自父母,明确诊断为Joubert综合征17型,单纯型Joubert综合征。结论发现国内未见报道的Joubers综合征患者CPLANE1基因突变位点。

血管紧张素原基因启动子区域单核苷酸多态性与心肌梗死的相关性

为研究血管紧张素原基因启动子区域 - 2 17、- 2 0位和 - 6位上的三种单核苷酸多态性与心肌梗死的相关性 ,采用多重SnaPshot反应 ,在中国南方汉人群中 ,对 2 16例心肌梗死患者和 185名健康对照者进行G 2 17A ,A 2 0C和G 6A多态基因分型。结果发现 ,G 2 17A多态AA、AG和GG基因型分布和A、G等位基因频率在心肌梗死组与对照组之间相比有显著性差异 (分别为 10、77、12 9比 8、37、14 0 ,P =0 .0 0 2 ;2 2 .4 5 %、77.5 5 %比 14 .32 %、85 .6 8% ,P=0 .0 0 3)。G 6A多态AA、AG和GG基因型分布在心肌梗死组和对照组之间亦有显著性差异 (分别为 14 7、6 4、5比12 7、4 4、14 ,P =0 .0 2 9) ,但A、G等位基因频率在两组间无显著性差异 (P =0 .394 )。A 2 0C多态CC、AC和AA基因型分布在两组间有差异 (分别为 6、5 1、15 9比 2、6 1、12 2 ) ,但无统计学意义 (P =0 .0 6 7) ,C、A等位基因频率在两组间亦无显著性差异 (P >0 .0 5 )。Logistic回归分析发现 ,年龄 (P =0 .0 0 1)、收缩压 (P =0 .0 13)和血浆甘油三酯浓度 (P =0 .0 10 )是该人群发生心肌梗死的独立危险因素 ,而高密度脂蛋白胆固醇 (P =0 .0 18)是一种保护因素。结果提示 ,在中国南方汉人群中 ,血管紧张素原基因G 2 17A和G 6A多态可能与心肌梗死的发生?