马乳源性生物活性肽生物学信息及其抗肺癌作用靶点探索

在前期研究基础上通过在线软件对已知氨基酸组成的马乳源性活性肽生物学信息和关键靶蛋白进行分析并进行分子对接,探索马乳源性活性肽抗肺癌作用靶点。结果表明马乳源的活性肽为不稳定、带正电荷的亲水性多肽,是没有跨膜区和信号肽,也没有糖基化和磷酸化位点的细胞膜外多肽,二级结构主要以无规则卷曲为主,与肺癌相关的核心靶点即CTNNB1、FGFR2、FOXF1、KRAS、NKX2-1、TGFBR2具有很好的结合亲和力,为深入研究马乳源活性肽的生物学功能奠定了基础。

陕西省猪流行性腹泻病毒S基因克隆与生物学信息分析

【目的】分析2014-2021年陕西省猪群猪流行性腹泻病毒(PEDV)主要毒力基因的生物学信息特征,揭示陕西省PEDV流行毒株基因变异情况,为防控猪流行性腹泻提供理论参考。【方法】参考PEDV全基因序列设计4对引物,采用RT-PCR方法分段扩增10株陕西省PEDV流行毒株S基因。利用生物信息分析软件,将获得的PEDV流行毒株S基因与GenBank中公开的57株PEDV序列进行比对分析。【结果】获得了10株陕西省PEDV流行毒株S基因全序列,长度为4149~4167 bp。将序列上传GenBank,获得相应的登录号为OL855978~OL855987。系统进化树分析显示,67个PEDV毒株分为G1a、G1b、G2a和G2b 4个亚群,10株PEDV流行毒株均属于G2b亚群,且遗传距离较近,与我国多个省区近年流行毒株亲缘关系较近。同源性分析结果表明,10株流行毒株之间S基因核苷酸序列同源性为95.4%~98.3%,氨基酸同源性为91.0%~98.1%;10株流行毒株与疫苗毒株S基因核苷酸序列同源性为91.7%~98.5%,氨基酸同源性为87.8%~98.5%。与G1a亚群的SD-M、CV777疫苗毒株核苷酸、氨基酸相比同源性均较低,而与G2b亚群的AJ1102、LNCT2、LW/L、XJ-DB2疫苗毒株核苷酸、氨基酸相比同源性均较高。与CV777 S蛋白相比较,共有88个氨基酸位点出现变异,变异位点占总位点数的6.36%(88/1383),其中在59~62位氨基酸有7株毒株出现了QGVN插入,在140位氨基酸有8株毒株出现N插入,在160~161位氨基酸有7株毒株出现DG缺失。S蛋白主要的中和表位、抗原表位和单抗识别表位出现多个变异位点。二级结构预测发现,与CV777相比较,多数流行毒株S蛋白的α螺旋、无规则卷曲占比稍有增加,β转角、延伸占比有所下降。S蛋白糖基化位点预测结果表明,与CV777株相比,流行毒株有多个引入或缺失的糖基化位点。【结论】陕西省PEDV流行毒株S蛋白抗原性发生了较大变化,推测疫苗免疫保护效果下降与此密切相关。

生物学信息数据库简介

生物学信息数据库是生物信息学教学和学习最重要的资料和数据来源。本文介绍以GenBank为代表的核酸数据库、以SWISS-PROT为代表的蛋白质数据库和以PBD为代表的蛋白质结构数据库。

水貂白细胞介素-2基因的克隆与生物学信息分析

根据GenBank中狐白细胞介素-2（IL-2）基因序列（AJ621188），设计合成1对引物，以水貂脾脏组织RNA为模板，采用RT—PCR技术扩增水貂IL-2基因。序列分析表明：水貂IL-2基因长468bp，编码155个氨基酸，其中含21个氨基酸的信号肽和134个氨基酸的成熟多肽。IL-2蛋白分子质量为17．84ku，等电点为4.65，含有4个与二硫键形成有关的半胱氨酸，1个糖基化位点，成熟肽含有3个仪螺旋，5个B折叠区，9个B转角。同源性分析发现，水貂IL-2基因序列与GenBanK发表的21种IL-2基因核苷酸序列同源性为2．9％，88．5％，氨基酸序列同源性为5．2％-80．6％。水貂与GeneBank中21种动物的IL-2基因序列分析和系统进化树分析表明，IL-2基因存在种属特异性。水貂IL-2基因的成功克隆，为进一步研究水貂IL-2基因生物学活性和应用奠定基础。

副猪嗜血杆菌OmpP2基因的克隆及生物学信息分析

为了研究副猪嗜血杆菌外膜蛋白OmpP2基因的结构特征及编码蛋白的功能,根据GenBank中HPS OmpP2基因的DNA序列设计引物,以HPS血清13型江西分离株的基因组为DNA模板,利用PCR扩增OmpP2基因,并将其克隆到pMD18-T载体,进行测序及生物信息学分析。结果表明,此序列编码364个氨基酸,与GenBank上登录的OmpP2序列核苷酸同源性为98.7%~100%,其中与湖北F641株的同源性最高,达到100%;蛋白质的分子理论值为39.14ku,理论等电点为9.14;第1位~第20位氨基酸残基组成信号肽,属于分泌型蛋白;所编码的蛋白属于亲水性蛋白,二级结构以无规则卷曲为主。研究获得了HPS OmpP2基因,为今后研究此基因的生物学功能奠定了基础。

胎儿肝脏生命元素与发育参数的关系及其环境生物学信息

目的 :探讨胎儿肝脏生命元素与发育参数的关系及其环境生物学信息。方法 :分析 4～1 0月龄胎儿肝脏 2 1个生命元素的含量 ,并与胎儿整体发育、身长、体重和肝重 4个发育参数做单相关和多元逐步回归分析。结果 :发现生命元素在胎儿生长发育过程中有明显的量变规律 ,依此可对环境—母体系统元素与胎儿营养的关系进行分类。结论 :Zn、K、Na、Mg、Sr、Mn、Cr和 Cu是影响胎儿生长发育的主要因子 ,为进一步研究生命元素在胎儿期的生物化学和生理功能 ,与胚胎期、新生儿、儿童发育的关系及妇幼保健和优生学 。

甲状腺癌中生物标志的筛选及基于生物学信息的验证

目的探讨甲状腺癌中生物标志的筛选方法及基于生物学信息的验证效果。方法甲状腺癌患者189例为观察组;取同期入院健康体检者189例为对照组。采用生物信息学预测靶基因的方法完成生物标志的筛选,采集两组外周血,采用受试者工作特征曲线(ROC)对差异性基因进行验证。结果观察组差异表达miRNA基因中AXIN2、ITGA3表达水平显著低于对照组,TP53INP1、TP53INP2显著高于对照组(均P<0.05);差异基因AXIN2、TP53INP1、TP53INP2和ITGA3诊断敏感性比较差异无统计学意义(P>0.05);AXIN2、TP53INP1、TP53INP2诊断特异性高于ITGA3(P<0.05)。结论甲状腺癌患者外周血中AXIN2、TP53INP1、TP53INP2和ITGA3表达存在明显的差异,且均经过生物学信息得到验证,AXIN2、TP53INP1和TP53INP2能提高甲状腺乳头状癌的诊断准确率。

生物学信息分析题的编制与运用

本文从情景认知理论出发，从资料的搜集与筛选、考点的挖掘与确立、资料的加工与分类、问题的设置与评价4个方面阐述了生物学信息分析题的编制过程。

中西太平洋镰状真鲨的生物学信息初步研究

镰状真鲨(Carcharhinus falciformis)是金枪鱼(Thunnus)延绳钓渔业中常见的兼捕鱼种之一,位于海洋食物链的顶端,对海洋物种多样性和生态系统的稳定性有重要意义,2017年10月1日作为濒危物种被正式列入濒危野生动植物种国际贸易公约附录Ⅱ中。作者根据中国金枪鱼渔业科学观察员在中西太平洋海域(7°S^9°N,149°E^150°W)采集的1 150尾镰状真鲨样本,对其叉长、体质量、繁殖和摄食等生物学信息进行初步研究与分析。结果表明:雌、雄镰状真鲨的优势叉长范围分别为80~180 cm和60~150 cm,雌性叉长均值显著大于雄性;雌、雄的叉长和体质量关系无显著性差异(ANCOVA,P>0.05),叉长和体质量的幂函数关系为:W_R=9×10–6×L_F^(2.9712);雌、雄性比符合1︰1比例;镰状真鲨的鳍脚长度与叉长呈显著正相关性,其线性关系为L_C=0.1492×L_F–6.5;镰状真鲨的怀仔数为4~15尾,平均怀仔数为8尾,子宫内雌雄胚胎长度范围为24~56 cm;摄食等级以空胃率为主,其次为1级,分别为51.77%、35.07%。

溶藻弧菌胱硫醚-β-合成酶基因cbs的克隆、生物学信息分析及原核表达

提取溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)的总DNA,克隆溶藻弧菌胱硫醚-β-合成酶基因cbs,对其进行生物信息学分析。结果表明,所克隆溶藻弧菌cbs基因的开放阅读框为1 095 bp,编码364个氨基酸。氨基酸序列比对发现,溶藻弧菌的CBS蛋白与其他弧菌的CBS相似性极高,与副溶血弧菌(V.parahaemolyticus)CBS氨基酸序列相似性达98%;CBS蛋白质的二级结构为典型的"α+β"折叠模式,无跨膜结构及信号肽。构建cbs基因表达载体(p GEX-cbs)以表达重组蛋白,结果显示,cbs基因在大肠杆菌BL21中高效表达,可表达出分子质量约为66.4 ku的融合蛋白。对表达条件进行优化,发现在37℃、IPTG浓度0.6 mmol/L的条件下诱导5 h后,CBS蛋白的表达量较多,该蛋白主要以包涵体形式存在。

Hsa-miR-21的生物学信息分析

目的对hsa-micro RNA-21（hsa-mi R-21）的生物学信息进行分析。方法运用OMIM、UCSC、Ensembl及pantherdb在线软件分析hsa-mi R-21在人类基因组中的位置及其序列,同时采用9种靶基因分析软件对其靶基因进行预测分析。结果 hsa-mi R-21定位于人17号染色体59 841 266~59 841 337,共预测5 203个靶基因,其中为DIANA-micro T、mi Rnada、mi Rwalk、Pi Tar、Target Scan共同预测的靶基因有15个。结论 hsa-mi R-21在多种疾病及肿瘤中发挥重要作用,其生物学信息预示可能成为肿瘤治疗的新靶标。

Hsa-miR-202的生物学信息分析

目的运用生物学软件对hsa-microRNA-202的生物学信息进行分析。方法运用UCSC和Ensembl基因组在线浏览工具分析hsa-miR-202在人类基因组中所处位置,并运用miRNA靶基因分析软件MicroCosm、miRanda、DIANA-microT、RNAhybrid、TargetScan和RNA22对hsa-miR-202的靶基因进行预测。结果 hsa-miR-202定位于人10号染色体上135061015～135061124位置之间,共预测到3311个hsamiR-202的靶基因,其中HAS2、RNF139、MON2基因被6个主流软件共同预测为hsa-miR-202的靶基因。结论 hsa-miR-202的成熟序列在人、小鼠、大鼠、大象和金鱼等脊椎动物中高度保守,在生理和病理过程中发挥重要的调控作用。

创设生物学信息结构图 强化长时记忆

通过创设生物学信息结构图,包括环形脑图、问题导引式知识结构图等,将知识梳理成环状分支,直观、形象地展示知识的内在联系,构建知识框架模型,再现趣味化学习情景,可强化学生的长时记忆,提高生物学知识的学习效率。

喜马拉雅旱獭组织分离的布鲁菌基因组生物学信息分析

目的了解喜马拉雅旱獭组织分离的1株羊种布鲁菌的基因组生物学信息。方法应用新一代基因测序分析技术,对喜马拉雅旱獭组织分离出的菌株进行全基因组测序、组装和功能注释。结果对获得分离菌株的全基因组概况和功能基因分析,从生物学信息角度挖掘喜马拉雅旱獭分离的布鲁菌关键生物学信息。此株羊种布鲁菌的基因组含3301个基因,总长度为2856832bp,平均长度为847bp;GC含量约57.30%,占基因组全长的86.65%;主要内部基因1021个,占全基因组的17.03%;插入序列350bp。结论从全基因组水平分析喜马拉雅旱獭源性布鲁菌的基因组序列、编码基因和功能等,为了解该布鲁菌菌株的后续有关研究提供充足的数据支持,为喜马拉雅旱獭源性布鲁菌病感染提供参考。

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。

黑莓(Rubus spp.)TT12基因的同源克隆及其生物学信息分析

从长势良好‘阿拉好’黑莓(Rubus spp.)的果实中提取并分离总RNA,反转录成c DNA,根据已登录的黑莓转录组数据,参考其它植物透明外种皮基因(TRANSPARENT TESTA 12,TT12)设计引物,通过RT-PCR扩增得到目的条带,命名为Ru TT12-1。序列分析发现:Ru TT12-1基因全长1 659 bp,具有一个1 464 bp的开放阅读框,编码486个氨基酸,蛋白质分子量为53.09 k D,等电点为5.416。同源性分析表明,其核苷酸序列与其它植物TT12同源基因的一致性为71%~89%。实验分析表明,Ru TT12-1蛋白含有两个MATE结构域,说明此基因属于MATE家族;亚细胞定位预测显示,此基因定位于细胞质膜。蛋白二级结构预测显示,Ru TT12-1蛋白有15个α-螺旋,19个β折叠区,21个β-转角,其大多数氨基酸为具有疏水性。本研究初步了解了该基因的生物学信息特征,有助于今后进一步了解其相关功能,进而揭示花青素苷和原花青素由细胞质转移到细胞中央大液泡的转运过程。

儿童非酒精性脂肪性肝病相关的脂质代谢基因变异及生物学信息分析

目的研究儿童非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)中与脂质代谢相关的基因变异及其生物学信息。方法收集2017年9月至2018年9月因肥胖在深圳市儿童医院消化科就诊且符合入选标准的100例儿童,其中男66例,女34例;年龄8~18岁。对纳入标准的100例肥胖儿童进行肝脏脂肪变性超声评分,分为NAFLD患儿(NAFLD组,39例)和肥胖健康儿童(对照组,61例)。采集受试儿童的血液样本进行外显子测序,研究参与脂质代谢的相关基因变异,并通过PPI分析、Go项富集分析进一步评价其生物学信息,采用软件对变异位点进行致病性预测分析。结果NAFLD组和对照组的性别和年龄比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。2组体质量指数(BMI)和腰围比较,差异均有统计学意义(均P<0.000 1)。PPI分析提示微粒体甘油三酸酯转运蛋白、载脂蛋白B、肝脂肪酶存在直接相互作用。Go分析提示富集度最高为三酰甘油、酰基甘油、中性脂质、甘油醚和有机醚代谢途径(P<0.001)。NAFLD组中MTTP rs2306986(chr4:100504575:G>C)和MTTP rs3792683(chr4:100510903:A>G)位点变异检出率均明显高于对照组(均P=0.002),且rs2306986位点是可能致病的突变。结论本研究结果提示脂质代谢在NAFLD中起关键作用,MTTP中的rs2306986位点变异(chr4:100504575:G>C)与儿童患NAFLD风险增加相关。

利用生物信息学技术探索人卵巢癌细胞株A2780对顺铂耐药基因的研究

目的:利用生物信息学技术探索人卵巢癌细胞株A2780对顺铂耐药基因的可能机制,为临床化疗提供有效的依据。方法:①通过GEO在线GEO2R工具从两组数据库(GSE15372和GSE33482)中,分别比较对顺铂耐药的A2780与对顺铂敏感的A2780中的基因表达差异,并筛选出高表达基因和低表达基因;使用维恩图确定两组数据库中耐药的高表达共同差异基因和低表达的共同差异基因。②利用GO分析和KEGG通路富集分析耐药基因的生物学功能。③利用蛋白质-蛋白质互作(PPI)网络及Cytoscape软件筛选出A2780对顺铂耐药核心靶基因。④利用Kaplan-Meier Plotter工具对Hub基因进行总生存期分析。结果:①两组数据集的高表达共同耐药基因共37个,低表达共同耐药基因共2个。②GO分析结果显示:生物学过程(BP)分析结果表明,耐药基因主要参与着细胞间信号传导、趋化作用等;细胞组成(CC)分析表明,耐药基因主要位于细胞外区域、细胞间隙、细胞表面;分子功能(MF)分析表明,耐药基因参与着趋化因子相结合等作用。KEGG通路富集分析显示,耐药基因主要在细胞因子与细胞因子受体相互作用的信号通路、趋化因子信号通路上发挥作用。③PPI网络及Hub基因筛选结果显示:CCR5、POSTN、LOX、DACT1、RTN1、CCR1、CXCL6、PITX2、SNCA、AREG是核心耐药基因。④Hub基因中POSTN、LOX、DACT1、RTN1、PITX2的高表达与卵巢癌的不良预后有关(P<0.05)。结论:人卵巢癌细胞株A2780中顺铂耐药基因的异常表达,在卵巢癌化疗耐药中发挥着重要的作用,需要进一步的体外实验研究来证实其在临床化疗耐药中的作用。