海量生物学数据的数学模拟与分析

来源 :北京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kevisno1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非休眠成熟种子的萌发是高等植物生长发育过程中的一个重要的生理变化过程。为了研究其中蛋白质的变化,使用蛋白质组学的方法系统地分析了拟南芥干种子、萌发0小时、30小时、48小时、72小时和96小时6个时期的蛋白质的积累趋势。研究发现,虽然每一个时期的胶上可以获得的蛋白点数相差不大,但是许多蛋白点发生了显著的量的变化。使用MALDI-TOF和TOF-TOF鉴定了437个蛋白点,发现这437个蛋白由355个不同的基因编码。观察这437个蛋白的表达模式,发现有293个蛋白点存在于实验的各个时期,95个蛋白在胚根长出前或者在胚根起始生长时起始合成,27个蛋白在随后的时期逐渐消失。进一步搜索KEGG数据库发现有226个鉴定的蛋白能够定位到不同的代谢途径。其中参与碳水化合物,能量代谢和氨基酸代谢的蛋白质占胶上总蛋白(包括未鉴定的蛋白)的1/4,那些参与维生素和辅助因子代谢的蛋白占3%。参与遗传信息加工的蛋白酶在早期的吸水过程中上升特别快,在萌发开始后的30小时达到最高点。这些结果为拟南芥种子萌发过程中的蛋白组学等研究提供了重要的物质基础。 非编码序列,特别是内含子的起源,是一个重要的悬而未决的问题。本研究首先通过计算模式生物的编码序列和非编码序列的不同阅读框中3-tuple出现频率的分布,发现编码区中不同阅读框具有十分不同的3-tuple分布,而在非编码区中,不同阅读框的3-tuple分布几乎相等,并且这一规律与物种特性无关。为了描述分布差异的程度,我们引进度量-对称相对熵(SRE),并通过比较原核生物和真核生物,发现无论是编码区还是非编码区,原核生物都具有比真核生物更高的SRE值。进一步研究表明某一生物的SRE值与该生物全基因组中编码区所占的百分比存在一定的相关性(相关系数为0.86)。计算机模拟进化试验发现2%的突变就足以使典型的原核生物编码区高SRE值变为真核生物内含子区特有的低SRE值。比对数据库中已经注释的内含子和编码区序列,证明确实有一部分与编码区具有很高同源性的内含子序列。我们的结果表明至少部分真核生物的内含子可能起源于编码序列,同时也说明3-tuple分布的SRE值有助于研究物种基因组序列的进化。 虽然不同生物基因的调控区域并不像编码区那样具有很强的保守性,但是对于一些来自于不同物种的基因的调控区做多序列比对时依然可以发现许多保守序列串,这些保守串大部分是功能调控元件,长度一般不到10bp。另一方面,基因的调控区域不像ORF或者编码序列的密码子那样,具有很直观的特征,因此很难去定义它的一些信息,比如位置,内容,强度,选择压力等等。本研究从数据库中搜集了大量的果蝇,小鼠和人的启动子序列,并统计其中6-tuple出现的次数,同时用z-score和其它的统计量去评估那些出现频率相对于背景序列来说具有统计意义高的6-tuple(功能6-tuple)。结果发现这些功能6-tuple或者本身就是Transfac库中的调控元件或者是其中的一部分。进一步研究发现果蝇的功能6-tuple当允许一个突变的时候几乎都可以由人或者小鼠的功能6-tuple演变而来,即调控序列也有很强的保守性。启动子识别的结果证实了这个结论。即当用果蝇的功能6-tuple集合去识别人和小鼠的启动子与用它们自身的功能6-tuple集合去识别效果一致。
其他文献
论文受国家电网公司重大基础前瞻性科技项目“基于精细化气象预报的输电线路风险预警技术研究”(SG20141187)资助。架空输电线路暴露在大气环境之下,易受恶劣天气和极端气候的影响而发生故障,导致电力传输中断,影响电网安全运行。地处四川西南的凉山州地区,全年气温较高,气候干湿分明,春季干热风现象频发,使其成为山火高发地区,同时全州约70%的输电线路穿过林区,线路所处地理和气象环境复杂,因此输电通道周
随着电力系统向超/特高压发展和智能化变电站的广泛建设,同时电力系统的短路容量越来越大、暂态问题日益突出等情况导致电流互感器等设备工作条件愈加恶化,使得超高压线路的继
环境审计是重要的企业环境管理手段,通过对企业的环境绩效进行系统的评价和鉴证等手段,确认或解除企业的环境责任。当前开展的企业环境审计技术方法存在不足,审计主体不符合环境
今天是2020年的第一天.值此辞旧迎新之际,本刊全体同仁向辛勤工作在各行各业的全市职工、各级工会干部和广大读者致以衷心的感谢和诚挚的祝福!rn2019年,我们国家大事、喜事、
期刊
依法治国是当前我们治理国家的重要理论,法治建设的重要性不言而喻,一直都是社会关注的焦点,法治建设的质量对国家治理能力的现代化的提升起着关键作用.随着社会的发展,一些
目的:本实验以体外培养神经元为实验对象,通过建立缺氧模型来模拟缺血性脑损伤,通过测定LDH、MTT、总ATPase及细胞内静息钙等一系列指标,来探求更为有效的神经细胞缺氧模型;并观察
本文通过对荣华二采区10
期刊
基于新形势下,从当前高校党风廉政建设以及反腐败工作实际来看,效果并不良好,主要原因在于高校没有充分认知到自身党风廉政建设以及反腐败工作开展的重要性,没有跟随着社会发
监察制度是古代官职管理中的一项重要制度.监察机关通过立法监察、行政监察、司法监察有效扼制官吏腐败.清朝是监察制度最为完备的王朝,从部门设置到管理模式、律法和执行效
随着创业浪潮的兴起,大学生就业难问题越来越突出,加之近些年来,无论是国家政策还是一些企业家都在不断的鼓励大学生进行自主创业,这给那些有想法的大学生提供了一个非常良好