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研究背景与目的血红蛋白（hemoglobin,Hb）是人体内氧的运输体,由血红素和珠蛋白组成。珠蛋白是由两条a珠蛋白链（αξ）和两条非α珠蛋白链（βγδε）组成的四聚体。在人体不同的发育时期,α与β珠蛋白基因簇沿5’到3’端的方向依次表达,生成人体不同时期的类α珠蛋白链与类p珠蛋白链。在胚胎期为Hb Grower 1 （ζ2ε2）, Hb Grower2（a2ε2）及Hb Portland （ζ2γ2）;在成人期及胎儿期为HbA（α2β2）, HbA2（a2δ2）和HbF （α2γ2）。γ链有2种亚型,即Gγ和Aγ,因而组成HbF有两类：α2Gγ2和α2Aγ2,两者高度相似,只是前者的第136位氨酸为甘氨酸,而后者则为丙氨酸。正常成人血红蛋白的主要成份是HbA占96.5%～97.5%;其余成分为：血红HbA2占2.5%-3.5%;HbF为1%以下。出生时HbF占循环血红蛋白的90%,其合成下降始于孕晚期,而在生命的第一年,它逐渐被HbA所替代。当成人体内HBF占人体内血红蛋白的比例大于2%时,就认为HBF增高。当成人体内持续存在过量的HbF时,就称为遗传性持续性胎儿血红蛋白增高症（Hereditary persistence of fetal hemoglobin, HPFH）。HbF的增高并不全是HPFH,一般认为只有那些原发性非α链珠蛋白基因缺陷所引起的HbF水平增高的情况,才称之为HPFH, HPFH通常具有较高水平的HbF。组成HbF的Gγ-链和Aγ-链胎儿期的比例是70：30,在一岁以后及成人期,两者比例转变成40：60。能影响到α,β及γ这三条珠蛋白链的因素都可以导致其组成比例失调,其是HbF水平增高的分子学基础。β-类珠蛋白基因的遗传缺陷的一直以来都是HbF增高的重要学说。由于β珠蛋白基因主要在出生后才有很高的表达水平,其基因突变（包含β基因的点突变与类β基因簇的删除突变）会使其受到不同程度的抑制作用而不能表达或很低水平表达,导致类β珠蛋白基因簇的γ珠蛋白基因重新开放,合成过多的γ链。γ珠蛋白基因启动子区的点突变能够产生了一个促进子元件GGGPyG（Py=嘧啶碱基）,或突变令其具有类似于CACCC盒的特征,对蛋白因子CPI的结合能力增强,或突变削弱了CAAT盒可充当负性调控的有效性,这就可以增加γ基因的表达水平,增强γ珠蛋白的转录效率。α珠蛋白基因的拷贝数变异也是HbF增高的一个重要影响因素,正常个体中存在4个α珠蛋白基因,α珠蛋白基因的拷贝数丢失或突变会导致相应的临床表型。α珠蛋白基因的拷贝数增加会产生5个拷贝的α珠蛋白基因（aaaanti307 /aa或aaaaanti4.2 /aa）,这一额外增加的的α珠蛋白基因会产生过多的α链,加重α与β链的失衡,加重β地贫患者的临床症状。遗传修饰在HbF增高中起了重要的调节作用,γ基因某些位点（如Gγ-158 C/T位点）的多态性及β珠蛋白基因簇非连锁的数量性状位点（如发现HBFQTL2-6q23跨度1.5 Mb区域与HbF数量性状相关,参与γ-球蛋白基因的表达的调节作用,参与红细胞的生成过程）与HbF增高密切关联。目前,国外对HbF增高的分子机制研究处于系统有序的状态,多数报道都从影响HbF增高的因素出发,采用多方法多手段进行深入的研究分析,且发现不同人种间导致HbF增高的基因突变类型有所差别且种族间的基因突变热区不一、与HbF相关量的遗传修饰因素也存在明显差异。国内对HbF增高分子机制研究尚处于初级阶段,系统研究尚属较少,多见的是对某一方面影响因素的研究。本研究的目的在于：1.较为系统阐明HBF增高的分子机理,丰富对中国人群HbF增高发生机制的研究;2. 深入分析β-类珠蛋白基因的遗传缺陷在HbF增高病例中所起的作用,检测β-珠蛋白基因簇的突变类型,明确基因突变在β基因簇的起始位置,有利于分析基因突变所带来的遗传效应;3.检测α珠蛋白基因的拷贝数变异,阐述α珠蛋白基因拷贝数丢失与增加对HbF的影响,分析其影响HbF水平的分子机制;4. 对中国人群常见的HbF遗传修饰位点行实验学分析,分析常见修饰调控位点在所选病例中的作用;5.基因突变类型与HbF增高水平的差异性分析。材料与方法本研究的样本来自近年来因贫血到南方医科大学南方医院就诊的患者,在分析患者血液表观学检查结果后,在限定PH8.6琼脂糖血红蛋白电泳HbF增高水平大于5%,患者年龄大于2周岁且没有患有再生性障碍性贫血等贫血性疾病等条件下,排除患者为孕妇,共收集HbF增高的病例85例。本研究方法分为四个部分：1.β-珠蛋白链基因簇突变分析：a.采用反向点杂交（RDB）行中国人群常见17个β-珠蛋白基因突变位点分析;b.应用多重探针连接扩增技术（ligation-dependent probe amplificati

关键词：血红蛋白F增高 β珠蛋白基因簇基因突变 α珠蛋白基因拷贝数变异Gγ-158(C-T) 多态性多重连接探针扩增技术 (MLPA)

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创造方法学 2版

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丛书名：大学生文化素质教育丛书

1998年

作者：刘思平刘树武

本书介绍了创造方法学原理及培养创造思维的各种方法，着重技术创新，突出实用性。内容涉及创造方法学基本知识与技法，国内外几种创造方法，变色系统法及其应用等。

ISBN: (纸本)7560312888

关键词：创造学

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基于MapReduce的top-k join查询处理方法研究

基于MapReduce的top-k join查询处理方法研究

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作者：刘思平辽宁大学

学位级别：硕士

随着互联网的迅猛发展以及大数据时代的来临,网络中产生了海量的数据。因为对数据进行top-k join查询处理可以进行商业预测、了解用户需求、进行商品估计等,所以top-k join查询已经被广泛的应用于网络电商等领域。分布式处理框架MapRed... 详细信息

随着互联网的迅猛发展以及大数据时代的来临,网络中产生了海量的数据。因为对数据进行top-k join查询处理可以进行商业预测、了解用户需求、进行商品估计等,所以top-k join查询已经被广泛的应用于网络电商等领域。分布式处理框架MapReduce因其可靠性、扩展性、高效性以及容错性被大量应用于大数据处理。由于对大规模数据进行处理可以从中分析并快速获得许多有价值的信息,因此本文研究MapReduce环境下的top-k join查询处理问题。首先,本文针对大规模数据top-k join查询,提出了基于平衡分区的top-k join查询处理方法。该方法先通过Map阶段使用随机算法来进行平衡分区,使每个Reduce处理的数据量相近甚至相同,避免数据的倾斜,使每个Reduce处理的时间相对平均。其次在Reduce阶段通过将join key与两个索引形成新表,按join key排序并依次扫描来实现预连接并实时更新指数分割信息表。通过扫描指数分割信息表确定阈值,找到包含k个最高分数的连接索引对,再从两表中读取元组进行连接。在最后求top-k join时并没有将所有的元组全部连接,而是用阀值过滤掉了许多的元组,只将可能作为最终结果的元组做连接,节省了许多时间上的花销。其次,本文针对不同用户在查询时有各自不同偏好的问题,提出了基于用户偏好的top-k join查询处理方法。通过用户对偏好的定义,运用skyline技术处理用户偏好。先使用预处理将两表连接,进而利用skyline求解用户偏好,过滤掉不满足用户偏好的元组,最后再通过打分函数找到需要的top-k join结果。最后,为了有效处理用户偏好,使用skyline技术来处理用户的偏好。所以在对偏好的处理算法中,本文提出了基于skyline的用户偏好处理算法。首先将连接结果中用户偏好的属性维度提取出来。对数据空间进行分块,通过确定分块与分块间的支配关系,将被支配的分块中的元组过滤掉。其次,对其余的数据在每个分块内利用skyline算法过滤被支配的元组,并求出每个分块的虚拟最小点。然后将分块内的数据与其他块的虚拟最小点比较来判断是否与该块内数据进行比较。将元组间的比较转换为分块与分块之间,元组与分块之间的比较,并在中间过程中过滤掉被支配的分块与元组,使数据规模减少,节约了算法的执行时间,提高了系统的运行效率。此外,针对本文提出的方法,进行了大量的实验以验证方法的有效性和扩展性。通过对实验结果的分析,可以看出本文提出的基于平衡分区的top-k join查询处理方法很好的处理了在大规模数据下的top-k join查询。并且基于偏好的top-k join查询处理方法解决了具有用户提出偏好的top-k join问题。

关键词： MapReduce top-k join 偏好 skyline

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基于纳米金颗粒的DNA计算模型的研究

基于纳米金颗粒的DNA计算模型的研究

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作者：刘思平华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着信息爆炸式增长,计算机需要处理的信息越来越多,但是硅芯片的技术难以支撑日益增大的计算量,导致计算机领域遇到发展瓶颈。为了解决这一问题,科学家提出了生物计算机概念。随着生物计算机研究的逐渐深入,人们发现DNA的并行计算能力... 详细信息

随着信息爆炸式增长,计算机需要处理的信息越来越多,但是硅芯片的技术难以支撑日益增大的计算量,导致计算机领域遇到发展瓶颈。为了解决这一问题,科学家提出了生物计算机概念。随着生物计算机研究的逐渐深入,人们发现DNA的并行计算能力,纳米分子结构,超高的存储能力等特点在突破计算机发展瓶颈上有很大的优势。生物分子逻辑运算(如DNA计算或DNA编程诊断)也因此受到了广泛关注。目前生物分子逻辑运算模型大多通过荧光进行检测,而荧光检测通常具有复杂的处理程序和缺乏检测便携性。在众多替代的检测方法中,采用纳米金颗粒的均匀比色检测方法,利用了纳米金颗粒的高消光技术和强距离依赖性光学性质,可以大大增加检测的便捷性。本文将DNA技术与纳米金颗粒结合,利用DNA链置换技术,生物酶促反应,DNA自组装等技术构建了基于纳米金颗粒的DNA计算模型,并对逻辑模型的结构实现展开多维度探讨,最后用琼脂糖凝胶电泳实验做了验证。一、基于双纳米金颗粒的DNA链置换分子计算模型。我们设计了一种可编程的逻辑门结构,利用限制性核酸内切酶作为输入信号,通过内切酶特异性识别DNA切割位点,改变纳米金颗粒和DNA的复合结构,构造输出信号。双纳米金颗粒的DNA链置换分子计算模型利用纳米金颗粒因颗粒聚集或分散造成的颜色改变的特性,可用肉眼观察到输出信号,极大减少了检测的复杂度及时间成本。二、基于单纳米金颗粒的DNA自组装分子计算模型。在此计算模型中,我们采用DNA折纸技术结构提供“支点”,利用“鞭子链”与被切链只有七个互补配对碱基的特性,设计了单纳米金颗粒的逻辑门结构,并做了试验验证。我们设计了是、与门和或门,在是门的基础上我们通过更改“支点”完成了对结构的距离控制,证实了该计算模型的可编程性,为DNA计算提供了更多的可能性。

关键词：分子计算纳米金颗粒逻辑门链置换限制性核酸内切酶

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