基于离散增量结合支持向量机方法的果蝇启动子预测

目的：改进真核生物启动子的理论预测方法。方法：基于启动子序列的信号特征和内容特征,构建6个标准离散源,计算每条序列相对于标准离散源的离散增量;构建信号特征的启动子位置权重矩阵,计算其对应位置的位置权重打分函数,将所得到的两类参数输入支持向量机对果蝇启动子进行预测。结果：利用self-consistency和cross-validation两种方法对此算法进行检验,均获得了较高的预测成功率,结果表明五种转录因子结合位点的预测成功率均超过91%。结论：结果显示结合了支持向量机的离散增量算法能够有效的提高预测成功率,是进行真核生物启动子预测的一种很有效的方法。     

真核生物双向启动子的结构与功能

双向启动子(bidirectional promoter)是指位于两个相邻且转录方向相反的基因之间 的一段DNA序列.双向启动子的双向转录机制可能是两个RNA聚合酶同时聚集在无核小 体区的边界,然后在两个方向上起始转录.双向启动子在真核生物基因组中广泛分布 ,大多数的双向启动子缺少TATA盒,而具有较高的GC含量和丰富的CpG岛.本文概述了 双向启动子双向起始转录的最新研究,并对其在双向转录基因对共表达和稳定性表达 调控中的作用及其应用做了详细阐述.     

水稻 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基 I 基因的启动子分析

水稻（Oryce sativa L．）基因组中的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基（ADP-Glucose pyrophosphorylase small subunit,OsAgpS）由两个基因编码,即OsAgpSl和OsAgpS2。其中OsAgpSl基因产生两个转录本OsAgpSla和OsAgpSlb,区别在第一个外显子的位置不同。通过RT—PCR方法分析了两个转录本在水稻组织和胚乳不同发育时期的表达特性;同时通过报告基因GUS检测了两个转录本上游转录调节区DNA片段的转录启动特性。结果表明,两个启动子与其下游转录本的表达模式完全一致,即OsAgpSla转录本和OsAgpSla上游启动子控制的GUS基因主要在胚乳中高水平表达,在叶片中有很低水平的表达;而OsAgpSlb转录本和OsAgpSlb上游启动子控制的GUS基因主要在叶片和胚乳发育早期低水平表达。这说明OsAgpSl基因产生的两个转录本是由不同的启动子控制转录的,OsAgpSla上游启动子可以作为胚乳表达用启动子。     

真核生物启动子研究概述

启动子是调控基因表达的重要基因元件,它的调控作用是多层次多因素共同作用的结果。通过启动子的调控能够控制基因表达的水平、部位及方式。深入研究启动子对于了解生物的生长发育、防御系统、疾病等都有非常重要的意义。本文综述了启动子克隆、生物信息学分析和预测的方法,比较了两种启动子分析方法,介绍了启动子甲基化、多态性和合成启动子的研究进展,以期能够为启动子的研究提供参考。     

基于一致序列多样性分析的启动子预测方法

基于启动子的以下特点:(1)启动子区域有一些一致序列,但对于不同的启动子,一致序列在个别碱基上会有所改变,具有多样性;(2)一致序列的位置并不固定,总是在某个范围内波动;(3)大部分的真核生物启动子都和CpG岛有关。提出了一个新的启动子预测方法,即采用了一种新的统计建模策略,并首次提出了区间位置权重矩阵(IPWM)概率模型。大规模序列测试结果表明,新的启动子预测系统具有较好的敏感性和特异性。     

人类干细胞启动子区CG含量与组蛋白修饰的相关性北大核心CSCD

组蛋白修饰与基因的转录表达关系密切,是表观遗传学的主要内容之一。启动子是调控基因表达的重要元件之一。按照Cp G含量的不同,可以将启动子分为高Cp G含量(HCG)和低Cp G含量(LCG)两类。通过比较人类H1细胞系中16种组蛋白修饰在HCG启动子及LCG启动子上的分布,发现大部分组蛋白修饰在整个启动子区域都是HCG启动子的修饰水平较高,个别组蛋白修饰在启动子的部分区域上是LCG启动子的修饰水平较高;计算了两类启动子中不同组蛋白修饰之间的相关系数,分别得到了HCG启动子和LCG启动子中特有及共有的组蛋白修饰簇;选取了10个与干细胞自我更新相关的关键转录因子基因,对这10个基因的启动子进行了HCG和LCG分类,并得到了每个启动子上组蛋白修饰的分布特异性。这些结果为研究CG含量对于不同组蛋白修饰的影响,以及组蛋白修饰与CG含量共同调控干细胞自我更新的机制,提供了一些理论依据。     

pBR322DNA与8-甲氧补骨脂素光化学反应部位的碱基顺序特异性

用限制性核酸内切酶酶切试验研究了质粒pBR322 DNA经8-MOP及近紫外线作用后损伤部位的碱基顺序特异性。实验研究发现PUVA损伤的DNA在HindⅢ及RsaⅠ识别位置上酶切反应受到严重抑制,而在SphⅠ,EcoRⅠ,PvuⅡ,BamHI,PstⅠ识到位置上抑制轻微。通过对不同识别位置上碱基顺序及其光化学反应敏感性的分析,推断出DNA的TpA顺序可能是最易接受8-MOP光化学反应的部位。     

人类干细胞启动子区CG含量与组蛋白修饰的相关性

组蛋白修饰与基因的转录表达关系密切,是表观遗传学的主要内容之一。启动子是调控基因表达的重要元件之一。按照Cp G含量的不同,可以将启动子分为高Cp G含量(HCG)和低Cp G含量(LCG)两类。通过比较人类H1细胞系中16种组蛋白修饰在HCG启动子及LCG启动子上的分布,发现大部分组蛋白修饰在整个启动子区域都是HCG启动子的修饰水平较高,个别组蛋白修饰在启动子的部分区域上是LCG启动子的修饰水平较高;计算了两类启动子中不同组蛋白修饰之间的相关系数,分别得到了HCG启动子和LCG启动子中特有及共有的组蛋白修饰簇;选取了10个与干细胞自我更新相关的关键转录因子基因,对这10个基因的启动子进行了HCG和LCG分类,并得到了每个启动子上组蛋白修饰的分布特异性。这些结果为研究CG含量对于不同组蛋白修饰的影响,以及组蛋白修饰与CG含量共同调控干细胞自我更新的机制,提供了一些理论依据。     

水稻ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基Ⅰ基因的启动子分析

水稻(Oryaz sativa L.)基因组中的ADP-葡萄糖焦磷酸化酶小亚基(ADP-Glucose pyrophosphorylase smallsubunit,OsAgpS)由两个基因编码,即OsAgpS1和OsAgpS2.其中OsAgpS1基因产生两个转录本OsAgpS1a和OsAgpS1b,区别在第一个外显子的位置不同.通过RT-PCR方法分析了两个转录本在水稻组织和胚乳不同发育时期的表达特性;同时通过报告基因GUS检测了两个转录本上游转录调节区DNA片段的转录启动特性.结果表明,两个启动了与其下游转录本的表达模式完全一致,即OsAgpS1a转录本和OsAgpS1a 上游启动子控制的GUS基因主要在胚乳中高水平表达,在叶片中有很低水平的表达;而OsAgpS1b转录本和OsAgpS1b上游启动子控制的GUS基因主要在叶片和胚乳发育早期低水平表达.这说明OsAgpS1基因产生的两个转录本是由不同的启动子控制转录的,OsAgpS1a上游启动了可以作为胚乳表达用启动子.     

启动子分析方法的研究进展

启动子是基因表达调控的重要顺式元件,其结构与功能的研究是分子生物学的研究热点之一。对启动子与DNA结合蛋白的研究能从转录水平上阐明基因表达的调控机制,从而为更好地构建基因表达调控网络奠定基础,而且启动子与结合蛋白的研究能够帮助我们寻找新的蛋白质。近年来,启动子的研究方法日益增多,大多是借助于DNA和蛋白质相互作用的特性。本文从原核和真核启动子的基本结构、分类入手,对常用的和改进的几种启动子分析方法进行介绍。如生物信息学分析方法、酵母单杂交(Y1H)技术、瞬时转染法(Transient Transfection)、染色质免疫共沉淀(Ch IP)技术、凝胶阻滞分析(EMSA)试验和DNA足纹(DNase I footprinting)分析法等,从原理、优缺点和最新应用等方面的研究进展进行了综述。对近年来出现的新技术新方法的应用前景作了展望,为启动子的结构与功能研究提供借鉴。     

基于转录调控模体的人不同组织基因差异性的统计分析

转录调控是基因表达调控的主要过程,而转录调控模体使用的差异性可能是导致基因组织特异性的因素之一.本文提出一种不同组织基因调控差异性的统计分析方法,首先结合泊松分布和主成分分析提取基因启动子中过表达模体作为潜在的转录因子结合位点.基于这些位点通过Wilcoxon秩和检验获得不同组织基因结构的差异性.再用超几何分布确定出现次数显著的模体作为组织基因的特有模体,并分析特有模体的碱基特征及在启动子序列中的位置分布.将特有模体与TRANSFAC数据库进行对照,得到潜在的调控组织特异性基因的转录因子结合位点.以人管家基因及30个组织特异性基因为分析对象,得到不同组织调控模体使用的差异性信息.     

核酸顺序的计算机辅助分析系统

本文介绍了一个在微机(IBM PC)上实现的、用于核酸顺序分析的计算机程序系统.该系统由三个层次和18个功能块构成,菜单及人机对话使得用户能较快地掌握和使用它.在编程中,采用了树结构、先进后出栈和稀疏矩阵等数据结构技巧,运用了Bayes法等统计分析方法,Kruskal算法和Floyd算法等一系列图论方法也被得到应用,这个软件系统的推出对于分子生物学研究具有一定的积极作用.     

小金海棠MxYSL5启动子克隆技术的比较

分别利用3种基于PCR技术的染色体步移法克隆了小金海棠MxYLS5基因的启动子,并比较了这三个体系的扩增产物。3种体系都可以获得特异性扩增产物,但扩增条带的长度和数量均不同,其中利用Genome Walking Kit扩增出来的条带特异性较好长度最长,而且特异性引物和简并引物的设计及退火温度的设置对3种体系的扩增产物起着关键的作用。基于PCR技术的染色体步移法为小金海棠MxYLS5基因启动子的克隆提供了一个稳定可靠的技术手段。     

PromoterExplorer: an effective promoter identification method based on the AdaBoost algorithm

MOTIVATION: Promoter prediction is important for the analysis of gene regulations. Although a number of promoter prediction algorithms have been reported in literature, significant improvement in prediction accuracy remains a challenge. In this paper, an effective promoter identification algorithm, which is called PromoterExplorer, is proposed. In our approach, we analyze the different roles of various features, that is, local distribution of pentamers, positional CpG island features and digitized DNA sequence, and then combine them to build a high-dimensional input vector. A cascade AdaBoost-based learning procedure is adopted to select the most 'informative' or 'discriminating' features to build a sequence of weak classifiers, which are combined to form a strong classifier so as to achieve a better performance. The cascade structure used for identification can also reduce the false positive. RESULTS: PromoterExplorer is tested based on large-scale DNA sequences from different databases, including the EPD, DBTSS, GenBank and human chromosome 22. Experimental results show that consistent and promising performance can be achieved.