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预测基因编辑结果的新方法

生物医学工程与临床 2020年第4期24卷 430-430页

作者： Arbab M

据Arbab M 2020年6月9日(Cell,2020,Jun ***:10.1016/***.2020.05.037.)报道,Broad研究所、哈佛大学、麻省理工学院和哈佛大学医学院布莱根妇女医院的研究人员在华人科学家Liu DR的带领下,开发了一种机器学习模型(BE-Hive)以预测剪辑编... 详细信息

据Arbab M 2020年6月9日(Cell,2020,Jun ***:10.1016/***.2020.05.037.)报道,Broad研究所、哈佛大学、麻省理工学院和哈佛大学医学院布莱根妇女医院的研究人员在华人科学家Liu DR的带领下,开发了一种机器学习模型(BE-Hive)以预测剪辑编辑的结果,无需实验就可以预测基因编辑的结果。

关键词：华人科学家麻省理工学院哈佛大学医学院预测基因

早期预测基因1型慢性丙型肝炎治疗应答的两种模式的建立与验证

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世界核心医学期刊文摘（胃肠病学分册） 2006年第10期2卷 48-48页

作者： Martnez-Bauer E. Crespo J. Romero-Gómez M. J.M.Sánchez-Tapias 陈云茹 Liver Unit Hospital ClnicVillarroel 17008036 BarcelonaSpain

Early prediction of response to therapy in genotype 1 chronic hepatitis C is difficult. Two predictive models, a pretreatment scoring model (PreT-SM) and a fourth week of therapy scoring model (4w-SM) were constructed in a cohort of 104 patients from a single center (estimation cohort) and validated in a cohort of 141 patients from four independent centers (validation cohort). Individual scores were calculated using variables independently associated with sustained virological response (SVR). Baseline viral load, aspartate aminotransferase/alanine amino transferase ratio, serum cholesterol, and a numerical score for noninvasive estimation of liver fibrosis were included in the PreT-SM;HCV-RNA clearance and PreT-SM scores were included in the 4w-SM. Receiver operating characteristic analysis revealed the area under the curve in the estimation cohort and in the validation cohort to be, respectively, 0.856 and 0.847 for the PreT-SM and 0.908 and 0.907 for the 4w-SM. Low scores were associated with SVR, high scores with non-SVR. The best cutoff scores from the PreT-SM (7 and 9.70) identified, respectively, 36%of patients with SVR and 41%of those with non-SVR from the validation cohort, with high accuracy (≥90%positive predictive value [PPV] and specificity). Similarly, cutoff scores of 3.20 and 5.60 from the 4w-SM identified, respectively, 71%of patients with SVR and 53%of those with non-SVR from the same cohort with high accuracy (PPV and specificity > 92%). In conclusion, these models predicted response to therapy before or after 4 weeks of treatment in approximately 60%of genotype 1 patients and may be valuable for the management of this condition.

关键词：慢性丙型肝炎治疗应答预测基因持续病毒学应答评分模型病毒载量肝纤维化预治疗应答率清除

局部进展期直肠癌新辅助放化疗疗效预测相关基因的初步研究

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局部进展期直肠癌新辅助放化疗疗效预测相关基因的初步研究

作者：代佳佳中国人民解放军陆军军医大学

学位级别：硕士

目的:术前新辅助放化疗(neoadjuvant radiochemotherapy,NRCT)+全直肠系膜切除术(total mesorectal excision,TME)是局部进展期直肠癌(locally advanced rectal cancer,LARC)患者的标准治疗方式。但在实施NRCT后,仅有约20%的患者可以达到病理学完全缓解(pathological complete response,pCR)。因此,如何选择合适的患者进行新辅助治疗成为研究热点。本研究利用基因表达谱分析预测局部进展期直肠癌新辅助放化疗后病理学缓解的靶基因,为未来临床验证提供靶点。方法:从GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中筛选有新辅助放化疗后病理学缓解分级的局部进展期直肠癌基因表达谱数据,得到4个数据集GSE35452、GSE46862、GSE68204和GSE53781。合并前3个数据集并对批次效应校正后分为训练集(n=121)和内部验证集(n=53),最后1个作为外部验证集(n=26)。训练集中单因素Logistic和t检验筛选与病理学缓解相关基因(未多重校正P基因纳入LASSO算法,取前50基因纳入SVM算法构建预测模型并在对应的验证集中验证。反复随机取样500次以判断标签基因和模型的稳定性。取LASSO算法纳入模型次数最多的21个基因作为构建预测模型的候选基因,分别以在174例合并数据集或外部独立验证集中的Logistic回归系数与表达值乘积和作为放化疗敏感指标进行验证。在174例合并数据集中分析NRCT缓解组与未缓解组间差异表达基因和调控网络。结果:***35452、GSE46862和GSE68204数据集共12803个基因纳入分析。LASSO算法在内部验证集中诊断病理学缓解的准确性、特异性和灵敏度分别为0.523(95%CI:0.396-0.642)、0.578(95%CI:0.373-0.762)、0.464(95%CI:0.258-0.700)。SVM法在内部验证集中的诊断准确性、特异性和灵敏度分别为0.504(95%CI:0.377-0.623)、0.596(95%CI:0.393-0.830)、0.405(95%CI:0.182-0.650)。LASSO算法纳入模型次数最多的21基因,其放化疗敏感指标对174例合并数据集和外部独立验证集的病理学缓解诊断的AUC分别为0.863(95%CI:0.811～0.912)和0.925(95%CI:0.817～1.000)。2.在174例合并数据集中,差异表达基因共505个,它们主要是受NF-kB、CTNNB1、IL6/STAT3、E2F1、GLI2以及MYC转录因子调控。调控网络分析表明直肠癌放化疗抵抗可能由直肠癌浸润、转移以及干性转化的机制介导。结论:1.本研究筛选出21个预测基因,可能与直肠癌放疗和化疗敏感性有密切联系,其机制涉及糖代谢、丝氨酸/甘氨酸合成与代谢、促凝血机制、转录调控和细胞周期调控等。2.利用筛选出的相关基因构建局部进展期直肠癌新辅助放化疗疗效预测模型具有一定的预测能力,仍需我们进一步完善。

关键词：局部进展期直肠癌新辅助放化疗病理学缓解放射敏感性预测基因

小鼠力学敏感基因调控关系的深度学习预测研究

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医用生物力学 2021年第S1期36卷 300-300页

作者：张培贤许庆鹏陈泓刘伟郑州大学生命科学学院郑州450000

目的基因调控是细胞内各相关物质对基因表达行为的调节,控制着几乎所有的细胞活动。传统预测基因调控关系的方法,普遍存在预测效果较差的问题。随着人工智能的发展,深度学习展示出挖掘数据深层次隐含信息的突出能力。通过构建卷积神经... 详细信息

目的基因调控是细胞内各相关物质对基因表达行为的调节,控制着几乎所有的细胞活动。传统预测基因调控关系的方法,普遍存在预测效果较差的问题。随着人工智能的发展,深度学习展示出挖掘数据深层次隐含信息的突出能力。通过构建卷积神经网络模型对力学敏感基因未知调控关系进行预测。方法基于深度学习算法构建卷积神经网络,模型包含输入输出层、卷积层、池化层及全连接层。依据基因共表达关系,将10万个小鼠单细胞测序数据转化为二维直方图。

关键词：深度学习卷积神经网络基因调控预测基因人工智能调控关系连接层隐含信息

利用阵列分析水稻AP2／EREBP家族基因的表达特性

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植物学通报 2008年第1期25卷 27-33页

作者：胡一兵赵利锋王台中国科学院植物研究所北京100093 中国科学院研究生院北京100049

AP2/EREBP蛋白是广泛存在于高等植物中的且包含AP2/EREBP功能域的重要转录因子家族,通常可分为包含单功能域的EREBP类蛋白和包含两个功能域的AP2类蛋白,它们的功能涉及植物生长发育调控和对逆境应答等许多方面。据预测,水稻基因组编码15... 详细信息

AP2/EREBP蛋白是广泛存在于高等植物中的且包含AP2/EREBP功能域的重要转录因子家族,通常可分为包含单功能域的EREBP类蛋白和包含两个功能域的AP2类蛋白,它们的功能涉及植物生长发育调控和对逆境应答等许多方面。据预测,水稻基因组编码150个左右的AP2/EREBP家族成员,但目前绝大多数蛋白的功能仍不清楚。为了解这些基因在水稻不同器官中的表达特性,我们以AP2/EREBP功能域的氨基酸序列为基础,从水稻基因组数据库中搜索到12个AP2类以及20个EREBP类预测基因,利用PCR扩增的编码区序列制备了这些预测基因的macro-array。以幼芽、幼根、幼叶、颖花和灌浆期成熟叶的cDNA为探针,杂交分析结果显示:不同AP2类预测基因之间的表达量差别较大,但同一个基因在不同器官中表达量基本一致;与此不同的是,大部分EREBP类预测基因在幼根和成熟叶片中表达量较高,而在幼芽和幼叶中表达量较低。这些预测基因的表达模式可能与它们的功能密切相关。

关键词： AP2/EREBP 杂交分析水稻预测基因

水稻抗白叶枯病主效QTL的定位与候选基因的筛选

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水稻抗白叶枯病主效QTL的定位与候选基因的筛选

作者：陈利娜浙江师范大学

学位级别：硕士

水稻是重要的粮食作物,由黄单胞杆菌水稻变种引起的白叶枯病是一种严重的水稻病害。采用化学方法防治该病污染环境且效果不佳;利用抗病基因培育抗病新品种是防御该病的一种经济有效的途径。疣粒野生稻（Oryza meyeriana）高抗水稻... 详细信息

水稻是重要的粮食作物,由黄单胞杆菌水稻变种引起的白叶枯病是一种严重的水稻病害。采用化学方法防治该病污染环境且效果不佳;利用抗病基因培育抗病新品种是防御该病的一种经济有效的途径。疣粒野生稻（Oryza meyeriana）高抗水稻白叶枯病,其抗病基因在水稻新品种的培育中具有广阔的应用前景。然而由于疣粒野生稻和栽培稻杂交不亲和,其抗病基因的克隆工作一直进展缓慢。在以前的工作中,我们利用不对称体细胞杂交的方法将疣粒野生稻高抗白叶枯病特性导入到了栽培稻中,获得了以栽培稻为传背景的高抗白叶枯病的水稻新种质Y73,并对Y73进行了抗病数量性状位点（quantitative trait loci,QTLs）的定位,从中鉴定到位于第5号染色体上的一个QTL对Y73抗性的贡献率最大（约37%）,初步命名该QTL为qR5（QTL for Resistance on chromosome5）。本研究在前面工作的基础上,对抗白叶枯病主效QTL qR5进行了精细定位和候选基因的筛选,取得的主要结果如下： 1、基于前期抗性QTL分析,qR5被初步定位在第5号染色体上的分子标记R05D87和RM6360之间。利用来自水稻12条染色体上的分子标记,分析Y73/IR24高代回交群体BC4F2,获得了遗传背景纯化为感病亲本IR24的具有单个抗性位点的单染色体片段替换系（chromosome segment substitution lines, CSSLs）单株2CK6-5。 2、以2CK6-5和感病品种IR24为亲本构建定位分离群体,对qR5进行了精细定位,最终将qR5定位于分子标记RM3476和RM18910之间。依据水稻基因组数据库网站（http://***/, RAP-DB）,两个分子标记之间的物理距离约为220kb。 3、利用Solexa技术对Y73进行了全基因组重测序分析,在定位区间内获得了38个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNP）突变位点和38个插入／缺失（Insert/Deletion, InDel）突变位点。基于水稻基因组数据库网站（http://***和http://***/）,对获得的76个突变位点进行基因注释,共得到24个相关基因。 4、对重测序所预测的突变进行序列克隆和测序验证,结果显示三个相关基因（Os05g0481500、Os05g0490300-01和Os05g0485000）的突变真实存在,推测三个基因中可能存在qR5的候选基因。本研究的结果为qR5候选基因的克隆、抗性机理的研究以及该基因在分子标记辅助育种中的应用提供了重要的基础。

关键词：白叶枯病分子标记单染色体片段替换系精细定位预测基因

基于转录组测序技术的重症手足口病相关基因研究

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中华实验和临床感染病杂志（电子版） 2016年第1期10卷 26-30页

作者：陈程刘映霞杨桂林邓永单灵波邹容容彭忠田南华大学附属第一医院感染科衡阳市421001 南华大学附属深圳市第三人民医院感染科深圳市518112

目的应用转录组测序技术(RNA-seq)分析重症手足口病(SHFMD)患者外周血单个核细胞(PBMC)转录组情况,筛选SHFMD相关基因,探讨其发生的可能免疫机制。方法收集2014年5月至8月深圳市第三人民医院收治的重症和轻症手足口病(MHFMD)患儿各5例,... 详细信息

目的应用转录组测序技术(RNA-seq)分析重症手足口病(SHFMD)患者外周血单个核细胞(PBMC)转录组情况,筛选SHFMD相关基因,探讨其发生的可能免疫机制。方法收集2014年5月至8月深圳市第三人民医院收治的重症和轻症手足口病(MHFMD)患儿各5例,以及5例健康体检儿童的外周血,均分离PBMC,采用转录组测序技术筛选显著的差异表达基因(DEGs),并通过实时荧光定量PCR对DEGs进行验证。结果 SHFMD组相对健康对照组共117个DEGs,其中108个基因上调,9个基因下调;SHFMD组相对MHFMD组共26个DEGs,其中14个基因上调,12个基因下调;两组DEGs中共有8个相同基因,其中TNFRSF13C、IL-7R、THBS1和VEGFA下调,S100A8、S100A12、IL-8和IL-1β上调(P均基因,可能在SHFMD的发生中起重要作用,有望成为手足口病重症化的预测基因。

关键词：转录组测序重症手足口病预测基因

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国际领先的烟草基因组研究

湖南烟草 2017年第5期 55-57页

作者：胡日生湖南省烟草专卖局烟科所

一、行业烟草基因组研究进展我国烟草行业面向烟草育种科技前沿,在结构基因组、功能基因组、关键技术、分子育种等方面均取得了一系列技术创新与重大突破,获得了一批具有国际水准的标志性成果。(一)全面完成烟草结构基因组研究任务并保... 详细信息

一、行业烟草基因组研究进展我国烟草行业面向烟草育种科技前沿,在结构基因组、功能基因组、关键技术、分子育种等方面均取得了一系列技术创新与重大突破,获得了一批具有国际水准的标志性成果。(一)全面完成烟草结构基因组研究任务并保持国际领先绘制完成以绒毛状烟草、林烟草、栽培烟草全基因组序列图谱、烟草分子遗传连锁图谱。

关键词：烟草品种冷胁迫黑胫病赤星病预测基因基因组

水稻抗白叶枯病主效QTL的定位与候选基因的筛选

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水稻抗白叶枯病主效QTL的定位与候选基因的筛选