检索结果-南通市图书馆

拟南芥在盐胁迫环境下SOS转录调控网络的构建及分析

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遗传 2010年第6期32卷 639-646页

作者：谢崇波金谷雷徐海明朱军浙江大学农业与生物技术学院杭州310029

研究拟南芥在高浓度盐处理环境下的基因调控网络,有助于了解其在盐胁迫环境下保持正常生长的防御机制。针对目前广泛研究的SOS(Salt Overly Sensitive)耐盐机制,文章整合公共数据库中盐胁迫相关的拟南芥基因组表达谱芯片,通过反向工程... 详细信息

研究拟南芥在高浓度盐处理环境下的基因调控网络,有助于了解其在盐胁迫环境下保持正常生长的防御机制。针对目前广泛研究的SOS(Salt Overly Sensitive)耐盐机制,文章整合公共数据库中盐胁迫相关的拟南芥基因组表达谱芯片,通过反向工程方法构建了拟南芥在盐胁迫状态下的SOS转录调控网络。所获得的调控网络包含70个盐胁迫相关且高度互作的互作基因,其中27个转录因子为主要调控节点。进而根据SOS核心基因的表达特性,所得调控网络内的不同表达模式得到了鉴别。

关键词：拟南芥盐胁迫转录调控网络转录因子基因表达

肝组织选择性细胞通讯类基因转录调控网络的构建

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南方医科大学学报 2008年第9期28卷 1582-1585页

作者：廖之君马文丽梁爽孟伟商涛郑文岭南方医科大学基因工程研究所

目的探讨肝脏组织选择性基因表达的转录调控机制。方法按照基因功能的差异对组织选择性Affymetrix探针集(共3919条探针)进行聚类,挑选肝组织选择性细胞通讯类(LSCC)基因进行研究。收集各基因上游的500个碱基序列,用3种软件分别预测这些... 详细信息

目的探讨肝脏组织选择性基因表达的转录调控机制。方法按照基因功能的差异对组织选择性Affymetrix探针集(共3919条探针)进行聚类,挑选肝组织选择性细胞通讯类(LSCC)基因进行研究。收集各基因上游的500个碱基序列,用3种软件分别预测这些基因的转录因子(TFs)以及转录因子结合位点(TFBS),并进行文献挖掘,最后构建基因转录调控网络。结果获得含23个基因的肝组织选择性细胞通讯类探针集,两种软件预测分别得到50和72个TFs,两者交集有18个相同TFs,得分最高前10条TFBS序列基本上与预测的TFs相对应,文献挖掘结果提示LSCC基因和TFs除具有肝组织的选择性、转录因子的一般性词汇外,还与白蛋白、糖尿病、葡萄糖、脂类、代谢、JNK等显著相关。调控网络显示LSCC基因和TFs具有参与糖、脂代谢调节,结合、转运功能,凝血信号转导,炎症应答等功能,未进入网络的PPP2R1B基因与网络中DUSP10基因部分功能相似。结论LSCC基因和预测的TFs参与肝脏多种重要功能的调控,这些功能整合在复杂的转录调控网络中,转录因子JUN可能是发挥调控作用的重要靶点,推测PPP2R1B也可能参与JUN的调控。

关键词：组织选择性,肝转录因子转录因子结合位点转录调控网络

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基于转录调控网络预测肺鳞癌风险通路

中华肿瘤防治杂志 2017年第24期24卷 1693-1699页

作者：袁林栋赵培革贾晓东刘姝梅张新陈娟杨大伟俞博王凤强孙立红王焱赵宁宁聊城市人民医院呼吸内科山东聊城252000 聊城市人民医院转化医学实验室山东聊城252000 聊城市人民医院分子生物学实验室山东聊城252000

目的肺鳞癌又称肺鳞状细胞癌,是发病率和致死率非常高的一种恶性肿瘤。肺鳞癌的病因尚不明确,本研究结合肿瘤基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)肺鳞癌样本转录组数据,构建转录调控网络,采用广度优先搜索算法,识别肺鳞癌风险通路... 详细信息

目的肺鳞癌又称肺鳞状细胞癌,是发病率和致死率非常高的一种恶性肿瘤。肺鳞癌的病因尚不明确,本研究结合肿瘤基因组图谱(the cancer genome atlas,TCGA)肺鳞癌样本转录组数据,构建转录调控网络,采用广度优先搜索算法,识别肺鳞癌风险通路,探究肺鳞癌的发病机制。方法整合8个公共数据库资源,得到转录因子(transcription factor,TF)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)和基因(Gene)候选调控关系数据。然后从TCGA数据库下载肺鳞癌样本TF、lncRNA、miRNA和Gene的表达谱数据,计算候选调控关系的斯皮尔曼相关系数,构建肺鳞癌相关的转录调控网络。采用广度优先搜索算法,以每个入度为0的点作为起始节点,识别调控网络中的级联调控通路。同时,从疾病数据库中下载肺癌相关的TF、lncRNA、miRNA和Gene,对得到的级联调控链进行疾病注释,疾病注释率高的调控链被认为是肺鳞癌风险通路。结果整合8个数据库候选调控关系,包括TF对lncRNA、miRNA、Gene调控,lncRNA对TF、Gene调控以及miRNA对TF、lncRNA、Gene调控,共得到21 597对调控关系。结合TCGA中肺鳞癌样本的表达数据,在P转录调控网络,包含2 234对调控关系,由91个TF、552个lncRNA、125个miRNA和937个Gene构成。采用广度优先搜索算法,共得到了10 941个调控级联链。经过疾病信息注释后,得到36条肺鳞癌注释率为1的肺鳞癌风险通路。最后,结合识别的风险通路和小分子药物与miRNA关系数据库,得到9种治疗肺鳞癌的候选药物。结论通过构建肺鳞癌相关转录调控网络,采用广度优先算法,可以识别肺鳞癌风险通路,为解释肺鳞癌的发病机制和预测治疗药物提供帮助。

关键词：肺鳞癌转录调控网络广度优先算法风险通路治疗药物

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基于组合模型的转录调控网络构建算法研究

计算机科学与探索 2018年第7期12卷 1154-1161页

作者：刘晓燕张诚诚郭茂祖邢林林哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001 北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

转录调控网络一直是系统生物学和生物信息学领域的一个研究热点。构建转录调控网络为揭示细胞内的生化反应机制提供了重要的手段。目前该领域的研究存在生物数据利用不充分,基因转录调控网络构建精度低等问题,尤其是在比较大的数据集上... 详细信息

转录调控网络一直是系统生物学和生物信息学领域的一个研究热点。构建转录调控网络为揭示细胞内的生化反应机制提供了重要的手段。目前该领域的研究存在生物数据利用不充分,基因转录调控网络构建精度低等问题,尤其是在比较大的数据集上。针对以上问题,充分利用基因表达数据、基因序列数据和基因注释数据,提出了基于深度自编码器的XGBoost和逻辑回归组合模型DAXL(combined model with XGBoost and logistic regression based on deep Auto Encoder)。最后,在拟南芥数据集上进行了实验,结果表明DAXL方法提高了转录调控网络的预测精度,并且较对比方法优势明显。

关键词：转录调控网络深度自编码器 XGBoost 逻辑回归

利用比较基因组学方法预测短小芽孢杆菌转录调控网络

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四川大学学报（自然科学版） 2012年第1期49卷 230-238页

作者：桂俊鸿李校赵培虎刘震王海燕张义正四川大学生命科学学院四川省分子生物学和生物技术重点实验室成都610064

为探讨短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的基因调控关系,通过在其亲缘关系最近的模式菌——枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中寻找同源转录因子及其调控基因的方式,预测出***的候选转录调控网络;并利用转录因子绑定位点的位置权重矩阵(P... 详细信息

为探讨短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)的基因调控关系,通过在其亲缘关系最近的模式菌——枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中寻找同源转录因子及其调控基因的方式,预测出***的候选转录调控网络;并利用转录因子绑定位点的位置权重矩阵(PositionalWeight Matrix)在***全基因组的基因上游区域扫描rnotif的方式来验证候选转录调控网络;最后再整合其他***专属的调控数据,最终形成一个较完备的***基因转录调控网络(包含1 95个转录因子和1201个受控基因).上述结果表明,在细菌中,利用比较基因组学的方法,以一个被广泛研究的模式生物所积累的基因转录调控关系数据为基础,推测出亲缘关系较近的其他物种的基因调控网络,其结果是可靠的,为探索一些尚不具备大规模基因表达芯片数据的物种的基因调控网络提供了一种可行的方法.

关键词：比较基因组学短小芽孢杆菌枯草芽孢杆菌转录调控网络

Ngn3基因及其转录调控网络在胰腺内分泌发育与功能调控中的作用

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中国细胞生物学学报 2013年第7期35卷 1035-1043页

作者：高勇喻萍蔡涛陈翔温州医学院附属第二医院康复科温州325027 温州医学院基因组医学研究院温州325027 美国国立卫生研究院美国华人干细胞协会贝塞斯达208924322

Ngn3(neurogenin 3)基因及其直接靶基因NeuroD1(neurogenic differentiation 1)和Islet-1(insulin gene enhancer binding protein-1)是一类胰岛转录因子(islet transcription factors,ITFs)调控基因。Ngn3基因及其转录调控网络在小鼠和人胚胎胰腺内分泌细胞发育、胰岛素的产生和分泌及重编程干细胞或非β细胞生成胰岛素分泌β细胞中起着重要的调控作用。新近的研究发现,INSM1(insulinoma associated 1)和INSM2(insulinoma associated 2)基因家族成员也是Ngn3基因的直接靶基因,初步证明了INSM1/INSM2基因对胰腺内分泌发育可能起重要的调控作用,进一步补充和完善了Ngn3转录调控网络。因此,深入理解Ngn3基因及其转录调控网络,尤其是INSM1/INSM2基因对胰岛发育和成熟胰岛细胞命运的分子调控机制,将有助于研究胰腺内分泌疾病和内分泌发育疾病,特别是糖尿病的病因、治疗和预防。为此,就近年来Ngn3基因及其转录调控网络的研究进展作一综述。

关键词： Ngn3 INSM1 INSM2 转录调控网络胰腺内分泌胰岛细胞胰岛素

玉米胚乳转录调控网络构建及重要节点转录因子的鉴定

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玉米胚乳转录调控网络构建及重要节点转录因子的鉴定

作者：张红四川农业大学

学位级别：硕士

玉米(Zea mays L.)是我国种植面积最大的禾谷类作物,胚乳约占成熟籽粒总重的85%,是淀粉和蛋白质等营养物质合成和储存的主要部位。研究发现负责胚乳细胞增殖分化和贮藏物质合成代谢的基因在胚乳中特异表达,且这些基因经历了多次复制。... 详细信息

玉米(Zea mays L.)是我国种植面积最大的禾谷类作物,胚乳约占成熟籽粒总重的85%,是淀粉和蛋白质等营养物质合成和储存的主要部位。研究发现负责胚乳细胞增殖分化和贮藏物质合成代谢的基因在胚乳中特异表达,且这些基因经历了多次复制。全基因组复制(WGD,Whole genome duplication)是物种多样化的主要驱动力,玉米最近的两次WGD分别是ρWGD(禾本科祖先的二倍化)和m WGD(玉米特异的二倍化),WGD产生的复制基因经新功能化和亚功能化演化出不同的功能,为植物生长发育提供新的适应性。功能基因的表达受到转录因子的精确调控,转录调控在胚乳发育过程中起着重要作用。本研究基于玉米全基因组表达数据,分别鉴定胚乳细胞增殖分化期、过渡期、淀粉及贮藏蛋白合成和积累期的胚乳特异表达转录因子(ESTF,Endosperm-specific transcription factor),构建转录调控网络,解析网络结构和功能模块,鉴定节点转录因子,分析节点转录因子及其网络成员基因的复制方式和功能分化特性等,探究胚乳发育及贮藏物质积累调控网络的形成和演化特征等。研究结果不仅有助于解析全基因组复制对胚乳发育的影响,还可深入揭示胚乳发育全过程的转录调控机制,为玉米产量和品质改良提供新思路。主要结果如下:1.基于玉米多时期多组织的表达谱数据,采用FC和CS值的计算方法,鉴定到胚乳细胞增殖分化期(6-8 DAP)特异表达转录因子43个、过渡期(9-13 DAP)36个、淀粉及贮藏蛋白合成和积累期(14-34 DAP)14个,共计80个;其中胚乳6-8 DAP和9-13 DAP都存在的特异表达转录因子共13个。2.利用MCScan X分析玉米基因组中的复制基因并分类,发现未复制的单拷贝基因(Singleton)2650个(7%)、离散复制(DD,Dispersed duplication)基因19951个(51%);WGD基因12870个(33%);近端复制(PD,Proximal duplication)和串联复制(TD,Tandem duplication)基因分别为1303、2231个,占比3%和6%;表明玉米基因组中93%的基因都发生了复制,且DD和WGD基因居多。进一步分析共线性基因发现,ρWGD和m WGD产生基因分别为3869、9972个,经历这两次WGD的基因1883个,other WGD基因912个。对鉴定的80个ESTF分类,发现DD和WGD分别产生35个,占比都为43.75%;PD和TD分别为4和6个。在WGD中,ρWGD和m WGD分别产生15和26个,经历两次WGD的10个,表明较高比例的ESTF来源于WGD。3.基于鉴定的ESTF,分别构建胚乳三个阶段转录调控网络,鉴定到节点转录因子(HTF,Hub transcription factor)共45个,其中DD产生20个(44.4%);WGD产生23个(51.1%);PD和TD各1个。在WGD产生的HTF中,ρWGD产生8个,m WGD产生16个,而经历这两次复制的HTF 5个,other WGD产生4个,由此可知HTF主要由WGD产生。4.分析节点转录因子相应复制基因对的表达分化情况,发现8对ρWGD基因中,7对发生了倾向胚乳特异表达的分化,1对未分化的两个拷贝都在胚乳特异表达;14对m WGD基因中,4对发生胚乳特异表达分化,10对两拷贝都在胚乳特异表达,即其中3对拷贝间在胚乳发育时期上存在细微分化,另7对未分化;5组基因经历两次WGD,每组产生3个基因拷贝,有4组中的2个拷贝在胚乳中特异表达,1个拷贝在胚乳外其它组织高表达;表明WGD产生的大部分HTF都发生了倾向于胚乳特异表达的分化。此外,对WGD产生的HTF的网络成员基因复制类型分析,发现HTF调控的网络基因也主要来源于WGD,进一步说明WGD对胚乳转录调控网络的形成有重要影响。5.为了验证网络的可靠性,对4个HTF(Zm MYBR29、Zm MYB73、Zm MYB155、Zm NAC87)进行了表达模式分析,发现它们都在胚乳中特异表达;转录激活活性分析发现Zm MYB73、Zm MYB155、Zm NAC87有转录激活活性,Zm MYBR29不具有转录激活活性;酵母单杂分析表明,Zm MYB155与p Zm00001d053784、Zm MYB73与p Zm00001d021289、Zm NAC87与p Zm00001d048847启动子存在直接结合作用,表明转录因子与网络成员基因存在调控关系。

关键词：玉米胚乳特异表达转录因子节点转录因子转录调控网络全基因组复制表达分化

酿酒酵母菌静态和动态转录调控网络的结构可控性分析

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酿酒酵母菌静态和动态转录调控网络的结构可控性分析

作者：刘素灵河南大学

学位级别：硕士

网络的可控性是复杂性科学的前沿问题,也是研究复杂网络的最终目的之一.对于一个给定的网络,如果给网络一个输入,此网络可以在有限的时间内由任意的状态达到人们期望的状态,就称这个网络是可控的.尽管复杂网络可控性方面的理论研究已取... 详细信息

网络的可控性是复杂性科学的前沿问题,也是研究复杂网络的最终目的之一.对于一个给定的网络,如果给网络一个输入,此网络可以在有限的时间内由任意的状态达到人们期望的状态,就称这个网络是可控的.尽管复杂网络可控性方面的理论研究已取得了巨大进展,却很少有关于生物网络的可控性研究,尤其是动态生物网络.本论文主要研究了酿酒酵菌的六个转录调控网络(TRNs)的结构可控性,其包括一个静态网络和五个动态网络.五个动态网络包含两个内源性网络和三个外源性网络.本文主要得到以下结论:首先,运用已有文献数据构建酿酒酵母菌的静态和动态TRNs.根据结构可控性理论,将网络中的节点分为驱动节点(Driver nodes)、关键驱动节点(Critical driver nodes)、不可缺节点(Indispensable nodes)、非必需节点(Dispensable nodes)和中性节点(Neutral nodes)五类,并通过最大匹配算法得到网络中最少数量的驱动节点(MDS),以此分析静态和动态TRNs的结构可控性.结构可控性分析结果表明,实现对生物网络的完全控制相当困难,需要控制网络中74%以上的节点,且静态网络的控制难度要高于动态网络,与内源性网络相比,外源性网络需要更多的外部输入实现网络结构可控性.又通过与随机化网络对比,以及统计检验的方法来说明所得结论的有效性.其次,考虑了三个节点的前馈环(FFL),四个节点的单输入(SIM)和多输入模体(MIM)与网络结构可控性之间的关系.结果发现每个网络中构成SIM和MIM的节点往往是网络中的关键驱动节点,与静态网络相比,动态网络中构成FFL的节点往往是关键驱动节点.最后,为了研究结构可控性与基因功能之间的关系,分别进行了GO富集分析与(80))富集分析.富集分析的结果表明网络中的驱动节点而不是关键驱动节点可能是造成网络间功能不同的原因.网络中的关键驱动节点,不可缺(Indispensable)节点和中性(Neutral)节点均在转录因子(TFs)中富集,但在不同状态下的网络中,必需基因(Essential genes)富集在不同类型的节点中.上述结果对网络结构扰动具有一定的鲁棒性,该结果将为实际生物系统的控制提供一定的参考,且在网络医学中具有潜在的应用价值.

关键词：复杂网络结构可控性网络模体转录调控网络富集分析

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蝴蝶兰花器官发育转录调控网络的构建

蝴蝶兰花器官发育转录调控网络的构建

作者：滕梅芳仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

兰科植物不仅因其独特的花形态和花香具有极高的观赏价值,还因物种多样性丰富而成为研究进化发育生物学的优良材料,而‘大辣椒’(‘Big Chili’)又是蝴蝶兰属(Phalaenopsis)中较受欢迎的一种观赏植物。因蝴蝶兰基因组相关信息不够完善... 详细信息

兰科植物不仅因其独特的花形态和花香具有极高的观赏价值,还因物种多样性丰富而成为研究进化发育生物学的优良材料,而‘大辣椒’(‘Big Chili’)又是蝴蝶兰属(Phalaenopsis)中较受欢迎的一种观赏植物。因蝴蝶兰基因组相关信息不够完善以及遗传实验难以开展等阻碍,导致在分子水平上对蝴蝶兰的研究相对滞后。本研究拟以蝴蝶兰‘大辣椒’花器官发生过程中的生理和分子事件为对象,利用转录组测序(RNAseq)作为研究手段,在mRNA水平检测了不同发育时期花器官的基因表达特征,并且结合加权基因共表达网络分析(WGCNA)系统地探讨蝴蝶兰花器官发育特征、参与蝴蝶兰花器官发育的重要调控过程以及调控网络,以期拓展对蝴蝶兰特殊的花器官形成的认识,为蝴蝶兰花器官发育过程的研究提供理论依据。主要研究结果如下:1.通过TRIzol裂解、乙醇沉淀法分别提取2 mm、5 mm、10 mm和14 mm四个不同时期的唇瓣(lip)、侧瓣(petal)和萼片(sepal),每个样品各取两重复,通过凝胶电泳实验检测到所提RNA完整且无明显的DNA污染,满足文库构建和测序要求。2.24个样品的转录组数据均达到数据分析要求:各样品的有效读取片段数量均达到11,570,054以上,GC含量均在44%6%之间,Q30均在97%以上。以小兰屿蝴蝶兰(Phalaenopsis equestris)的基因组为参考基因组,将数据比对到参考基因组上,比对率基本在50%0%之间,通过计算基因的表达量得出活跃表达基因为19,240个。3.将19,240个活跃表达基因进行加权基因共表达网络分析,这些基因可分为50个模块,再将模块与性状关联。分析结果显示本次数据达到构建无尺度网络的要求,且性状与模块的相关性最高可达0.99,分析结果可靠。对各时期相关模块进行分析可得:在花器官发育早期(2 mm和5 mm)存在叶绿体,可进行光合作用,随着花器官成熟(10 mm和14 mm),叶绿体转化成有色体,质体和花青素共同构成花器官颜色;萜类物质生物合成则产生挥发性香气物质;甲基化、磷酸化、乙酰化、泛素化和糖基化等翻译后修饰可能参与调控花器官发育过程;氮化合物代谢、响应刺激和激素介导的信号等也可能在蝴蝶兰花器官发育过程中起重要作用。4.对各个性状最相关模块的核心基因进行分析得出这些基因可分为以下几类:响应生物和非生物刺激的WRKY和AP2/ERF转录因子;参与激素介导的信号途径的基因;参与表观调控对组蛋白进行甲基化、磷酸化修饰的基因;调控发育过程的TCP、KAN和bHLH转录因子以及参与基本生命过程的具有Zinc finger、TCP和bHLH结构域的基因。5.发现了一些未报道的潜在关键基因。PeJMJ705基因编码的蛋白具有保守的JMJ-C结构域,它可能通过调控靶标基因的H3K27或H3K9甲基化,参与萜类物质合成与代谢、细胞分化和成熟以及合蕊柱的发育。具有TCP结构域的转录因子PeTCP2和PeTCP15可能在细胞分化和成熟以及合蕊柱发育过程中起调控作用。

关键词：蝴蝶兰(Phalaenopsis) 转录组学 WGCNA 花器官发育转录调控网络