生物信息學(xué)的研究進展精選(九篇)

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第1篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

關(guān)鍵詞： 生物信息學(xué) 農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域 應(yīng)用

“生物信息學(xué)”是英文單詞“bioinformatics”的中文譯名，其概念是1956年在美國田納西州gatlinburg召開的“生物學(xué)中的信息理論”討論會上首次被提出的［1］，由美國學(xué)者lim在1991年發(fā)表的文章中首次使用。生物信息學(xué)自產(chǎn)生以來，大致經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發(fā)展階段［2］。2003年4月14日，美國人類基因組研究項目首席科學(xué)家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃（human genome project，hgp）的所有目標(biāo)全部實現(xiàn)［3］。這標(biāo)志著后基因組時代（post genome era，pge）的來臨，是生命科學(xué)史中又一個里程碑。生物信息學(xué)作為21世紀(jì)生物技術(shù)的核心，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命科學(xué)研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質(zhì)和生命，其研究成果必將深刻地影響農(nóng)業(yè)。本文重點闡述生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物、種質(zhì)資源優(yōu)化、農(nóng)藥的設(shè)計開發(fā)、作物遺傳育種、生態(tài)環(huán)境改善等方面的最新研究進展。

1.生物信息學(xué)在農(nóng)業(yè)模式植物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

1997年5月美國啟動國家植物基因組計劃（npgi），旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經(jīng)濟價值的關(guān)鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程（hgp）并行的龐大工程［4］。近年來，通過各國科學(xué)家的通力合作，植物基因組研究取得了重大進展，擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。人們可以使用生物信息學(xué)的方法系統(tǒng)地研究這些重要農(nóng)作物的基因表達、蛋白質(zhì)互作、蛋白質(zhì)和核酸的定位、代謝物及其調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)等，從而從分子水平上了解細胞的結(jié)構(gòu)和功能［5］。目前已經(jīng)建立的農(nóng)作物生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫研究平臺有植物轉(zhuǎn)錄本（ta）集合數(shù)據(jù)庫tigr、植物核酸序列數(shù)據(jù)庫plantgdb、研究玉米遺傳學(xué)和基因組學(xué)的mazegdb數(shù)據(jù)庫、研究草類和水稻的gramene數(shù)據(jù)庫、研究馬鈴薯的pomamo數(shù)據(jù)庫，等等。

2.生物信息學(xué)在種質(zhì)資源保存研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，它包括許多農(nóng)藝性狀（如抗病、產(chǎn)量、品質(zhì)、環(huán)境適應(yīng)性基因等）的等位基因。植物種質(zhì)資源庫是指以植物種質(zhì)資源為保護對象的保存設(shè)施。至1996年，全世界已建成了1300余座植物種質(zhì)資源庫，在我國也已建成30多座作物種質(zhì)資源庫。種質(zhì)入庫保存類型也從單一的種子形式，發(fā)展到營養(yǎng)器官、細胞和組織，甚至dna片段等多種形式。保護的物種也從有性繁殖植物擴展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等［6］。近年來，人們越來越多地應(yīng)用各種分子標(biāo)記來鑒定種質(zhì)資源。例如微衛(wèi)星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對種質(zhì)資源進行分子標(biāo)記產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，因此需要建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫和采用分析工具來實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計和計算機分析等［7］。

3.生物信息學(xué)在農(nóng)藥設(shè)計開發(fā)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的藥物研制主要是從大量的天然產(chǎn)物、合成化合物，以及礦物中進行篩選，得到一個可供臨床使用的藥物要耗費大量的時間與金錢。生物信息學(xué)在藥物研發(fā)中的意義在于找到病理過程中關(guān)鍵性的分子靶標(biāo)、闡明其結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系，從而指導(dǎo)設(shè)計能激活或阻斷生物大分子發(fā)揮其生物功能的治療性藥物，使藥物研發(fā)之路從過去的偶然和盲目中找到正確的研發(fā)方向。生物信息學(xué)為藥物研發(fā)提供了新的手段［8，9］，導(dǎo)致了藥物研發(fā)模式的改變［10］。目前，生物信息學(xué)促進農(nóng)藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設(shè)計出兩種具有與唾液酸酶結(jié)合化合物：4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中，后者是前者與唾液酸酶的結(jié)合活性的250倍［11］。目前，這兩種新藥已經(jīng)進入臨床試驗階段。tang sy等學(xué)者研制出新一代抗aids藥物saquinavir［12］。pungpo等已經(jīng)設(shè)計出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物［13］。楊華錚等人設(shè)計合成了十多類數(shù)百個除草化合物，經(jīng)生物活性測定，部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平［14］。

現(xiàn)代農(nóng)藥的研發(fā)已離不開生物信息技術(shù)的參與，隨著生物信息學(xué)技術(shù)的進一步完善和發(fā)展，將會大大降低藥物研發(fā)的成本，提高研發(fā)的質(zhì)量和效率。

4.生物學(xué)信息學(xué)在作物遺傳育種研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著主要農(nóng)作物遺傳圖譜精確度的提高，以及特定性狀相關(guān)分子基礎(chǔ)的進一步闡明，人們可以利用生物信息學(xué)的方法，先從模式生物

中尋找可能的相關(guān)基因，然后在作物中找到相應(yīng)的基因及其位點。農(nóng)作物的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究積累了大量的基因序列、分子標(biāo)記、圖譜和功能方面的數(shù)據(jù)，可通過建立生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫來整合這些數(shù)據(jù)，從而比較和分析來自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置［15］。在此基礎(chǔ)上，育種學(xué)家就可以應(yīng)用計算機模型來提出預(yù)測假設(shè)，從多種復(fù)雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型，然后從大量遺傳標(biāo)記中篩選到理想的組合，從而培育出新的優(yōu)良農(nóng)作物品種。

5.生物信息學(xué)在生態(tài)環(huán)境平衡研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

在生態(tài)系統(tǒng)中，基因流從根本上影響能量流和物質(zhì)流的循環(huán)和運轉(zhuǎn)，是生態(tài)平衡穩(wěn)定的根本因素。生物信息學(xué)在環(huán)境領(lǐng)域主要應(yīng)用在控制環(huán)境污染方面，主要通過數(shù)學(xué)與計算機的運用構(gòu)建遺傳工程特效菌株，以降解目標(biāo)基因及其目標(biāo)污染物為切入點，通過降解污染物的分子遺傳物質(zhì)核酸 dna，以及生物大分子蛋白質(zhì)酶，達到催化目標(biāo)污染物的降解，從而維護空氣［16］、水源、土地等生態(tài)環(huán)境的安全。

美國農(nóng)業(yè)研究中心（ars） 的農(nóng)藥特性信息數(shù)據(jù)庫（ppd） 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息，涉及它們在環(huán)境中轉(zhuǎn)運和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術(shù)大學(xué)（toyohashi university of technology） 多環(huán)芳烴危險性有機污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環(huán)保局綜合風(fēng)險信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（iris） 涉及 600種化學(xué)污染物，列出了污染物的毒性與風(fēng)險評價參數(shù)，以及分子遺傳毒性參數(shù)［17］。除此之外，生物信息學(xué)在生物防治［18］中也起到了重要的作用。網(wǎng)絡(luò)的普及，情報、信息等學(xué)科的資源共享，勢必會創(chuàng)造出一個環(huán)境微生物技術(shù)信息的高速發(fā)展趨勢。

6.生物信息學(xué)在食品安全研究領(lǐng)域中的應(yīng)用

食品在加工制作和存儲過程中各種細菌數(shù)量發(fā)生變化，傳統(tǒng)檢測方法是進行生化鑒定，但所需時間較長，不能滿足檢驗檢疫部門的要求，運用生物信息學(xué)方法獲得各種致病菌的核酸序列，并對這些序列進行比對，篩選出用于檢測的引物和探針，進而運用pcr法［19］、rt-pcr法、熒光rt-pcr法、多重pcr［20］和多重?zé)晒舛縫cr等技術(shù)，可快速準(zhǔn)確地檢測出細菌及病毒。此外，對電阻抗、放射測量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等［21-25］技術(shù)也是未來食品病毒檢測的發(fā)展方向。

轉(zhuǎn)基因食品檢測是通過設(shè)計特異性的引物對食品樣品的dna提取物進行擴增，從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段［26］。通過對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫信息的及時更新，可準(zhǔn)確了解各國新出現(xiàn)和新批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品，便于查找其插入的外源基因片段，以便及時對檢驗方法進行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性，以及檢測方法的不完善等因素影響，生物信息學(xué)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用還比較有限，但隨著食品安全檢測數(shù)據(jù)庫的不斷完善，相信相關(guān)的生物信息學(xué)技術(shù)將在食品領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

 　生物信息學(xué)廣泛用于農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的各個領(lǐng)域，但是僅有信息資源是不夠的，選出符合自己需求的生物信息就需要情報部門，以及信息中介服務(wù)機構(gòu)提供相關(guān)服務(wù)，通過出版物、信息共享平臺、數(shù)字圖書館、電子論壇等信息媒介的幫助，科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國生物信息學(xué)發(fā)展還很不均衡，與國際前沿有一定差距，這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流，使得生物信息學(xué)能夠更好地為我國農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮作用。

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第2篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

生物信息學(xué)教學(xué)模式探索任務(wù)引領(lǐng)生物信息學(xué)是用數(shù)理和信息科學(xué)的觀點、理論和方法研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈現(xiàn)指數(shù)增長的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的一門學(xué)科，它是生物醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)以及計算機科學(xué)等諸多學(xué)科的嶄新交叉學(xué)科。生物信息學(xué)幾乎是今后所有生物（醫(yī)藥）研究開發(fā)所必需的工具。

21世紀(jì)是生物科學(xué)的世紀(jì)。近年，我國生物技術(shù)公司對生物信息學(xué)人員的相關(guān)需求也迅速增加，浙江理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)在進行了行業(yè)調(diào)研并進行專業(yè)課程體系構(gòu)建研究后，于2006年定位和開設(shè)了生物信息學(xué)課程。該門課程經(jīng)過8年多的建設(shè)后，對教學(xué)團隊的建設(shè)、課程目標(biāo)的設(shè)定、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)教法的選擇等方面進行了卓有成效的探索，這些探索所形成的結(jié)論，可為即將開設(shè)或正在進行該課程教學(xué)改革的學(xué)校提供可借鑒的經(jīng)驗。

一、生物信息學(xué)的課程特點

諾貝爾獎獲得者W.Gilbert1991年提出了這樣一個觀點：傳統(tǒng)生物學(xué)解決問題的方式是實驗的，而現(xiàn)在，基于全部基因都將知曉，并以電子可操作的方式駐留在數(shù)據(jù)庫中，新的生物學(xué)研究模式的出發(fā)點應(yīng)是理論的，是一個科學(xué)家先從理論推測出發(fā)設(shè)定研究目標(biāo)，然后再回到實驗中去追蹤或驗證這些理論假設(shè)。而生物信息學(xué)研究正是從英特網(wǎng)上源源不斷地采集數(shù)據(jù)，進行分析、歸類與重組，發(fā)現(xiàn)新線索、新現(xiàn)象和新規(guī)律，用以指導(dǎo)實驗工作設(shè)計，是一條既快又省的研究路線。它對于找尋一個研究項目的突破口是非常重要的，選定合適的研究出發(fā)點，可避免許多不必要的重復(fù)，最大程度節(jié)約研究資源，使研究成果最大化。鑒于該門技術(shù)對生物科學(xué)的理論、實踐要求以及對信息技術(shù)掌握的要求，生物信息學(xué)課程與其他課程的教學(xué)有很大不同。

1.在課程目標(biāo)定位中，提高學(xué)生對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的使用能力是該門課程的重要目標(biāo)之一。學(xué)生必需使用強大的搜索功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存、檢索和分析，學(xué)校在教學(xué)資源配置上必需向此傾斜。

2.該門課程學(xué)科交叉性強，所涉及的生物及計算機等學(xué)科的相關(guān)知識更新都很快，導(dǎo)致其理論和實踐內(nèi)容不斷推陳出新，這使得在教學(xué)內(nèi)容選擇上要緊跟這些更新，不斷進行調(diào)整。

3.課程教學(xué)實踐性強，同時涉及生物技術(shù)專業(yè)實踐和計算機應(yīng)用技術(shù)的實踐，這需要教師在授課過程中根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律合理安排實踐項目，發(fā)揮好這兩種技術(shù)的協(xié)同作用。

二、生物信息學(xué)課程教學(xué)模式探索

1.教學(xué)目標(biāo)與其所培養(yǎng)學(xué)生的核心技能

合理的課程目標(biāo)與定位是決定課程建設(shè)成敗和教學(xué)效果的基礎(chǔ)，其主要依據(jù)是人才培養(yǎng)需求與授課對象的實際情況。經(jīng)過對該門課程教學(xué)對象的研究發(fā)現(xiàn)，在生物專業(yè)課程體系下培養(yǎng)的本科生，其前導(dǎo)課程主要集中在生物領(lǐng)域，通常沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過計算機、信息技術(shù)、編程等知識。對信息檢索、模型建立、軟件的識別及應(yīng)用的能力相當(dāng)薄弱。因此，本門課程將提高學(xué)生的信息技術(shù)能力也作為一個重要的課程目標(biāo)。學(xué)生在本門課程中將學(xué)習(xí)與生物技術(shù)相關(guān)的各種數(shù)據(jù)庫和軟件的使用。當(dāng)然，對學(xué)生信息技術(shù)能力的要求也定位在能使用、會使用就行，不需要將學(xué)生掌握生物數(shù)據(jù)庫構(gòu)建和軟件開發(fā)作為課程教學(xué)的目標(biāo)。

在課程目標(biāo)的設(shè)定過程中，應(yīng)牢記高校對文化的傳承的功能，要使學(xué)生了解生物信息學(xué)發(fā)展的歷程。在生物信息學(xué)學(xué)科發(fā)展過程中所涌現(xiàn)出來的著名學(xué)者，眾所周知的震撼人心、啟迪心靈的奇聞秩事，能使學(xué)生對這門課程產(chǎn)生濃厚的興趣，甚至更深刻地領(lǐng)會這門課程的含義。

熟練掌握生物數(shù)據(jù)庫的檢索和使用是生物信息學(xué)課程教學(xué)的首要目標(biāo)。到目前為止，生物學(xué)數(shù)據(jù)庫總數(shù)已達500個以上，在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)方面有UniProt、SWISS-PROT、PIR和MIPS等；在蛋白質(zhì)和其他生物大分子的結(jié)構(gòu)方面有PDB等；在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類方面有SCOP和CATH等。各數(shù)據(jù)庫均通過Internet提供多種形式的數(shù)據(jù)檢索服務(wù)。例如，NCBI-GenBank數(shù)據(jù)庫就提供Retrieve（Email），Entrez（Web集成信息檢索）及Query（Email集成檢索）等多種方式的檢索服務(wù)。這類檢索服務(wù)是生物數(shù)據(jù)庫所能提供的多種服務(wù)中最基本的信息共享和應(yīng)用服務(wù)，也是生物專業(yè)學(xué)生和科研工作者經(jīng)常使用的。在教學(xué)過程中需通過設(shè)計檢索任務(wù)來完成對這些數(shù)據(jù)庫使用方法的學(xué)習(xí)，如通過生物數(shù)據(jù)庫檢索家蠶profilin基因的相關(guān)信息。

增強學(xué)生使用生物信息處理軟件的能力，是生物信息學(xué)課程教學(xué)的重要目標(biāo)。在世界各地，科學(xué)家每天都要通過序列比對軟件進行成千上萬次的序列比對。學(xué)生需要通過課程的學(xué)習(xí)熟練掌握各種生物信息處理軟件，有時還有必要進行一些簡單程序的設(shè)計，進而掌握發(fā)現(xiàn)新線索、查找新規(guī)律的工具。例如，目前，借助于生物信息手段的蛋白質(zhì)預(yù)測是提供蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能信息的重要方法，對這種預(yù)測方法的學(xué)習(xí)將使學(xué)生更多更快地了解蛋白質(zhì)的信息，加深對生物技術(shù)科學(xué)的理解和運用。除了生物數(shù)據(jù)庫和生物軟件使用學(xué)習(xí)外，還要著重體現(xiàn)生物學(xué)文獻調(diào)研和閱讀、論文撰寫等基本能力的訓(xùn)練，如EndNote文獻管理軟件的使用。

2.教學(xué)內(nèi)容選擇和教學(xué)順序的組織

生物信息學(xué)的課程教學(xué)內(nèi)容的選擇，要緊隨生物信息學(xué)的發(fā)展方向，涵蓋最前沿知識和最先進技術(shù)領(lǐng)域。與此同時，教學(xué)內(nèi)容的選擇還應(yīng)充分考慮學(xué)生基礎(chǔ)和對該門課程的需求。生物信息學(xué)選課學(xué)生通常有兩類，一類是具有較為扎實的生物學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生，他們學(xué)習(xí)目的非常明確，其學(xué)習(xí)重點在于提高對生物信息實驗所得結(jié)果的分析解釋和驗證能力。另一類是生物學(xué)基礎(chǔ)相對較弱的學(xué)生，這些學(xué)生主要是為了了解生物信息學(xué)發(fā)展前沿、掌握檢索能力以及初步的分析技能，對分析、處理、預(yù)測結(jié)果的驗證涉及不多。無論哪種學(xué)生，都比較欠缺信息技術(shù)方面的知識，因此，這類知識在前面部分介紹。而后面部分則隨學(xué)生的類型有所改變，我們根據(jù)授課學(xué)生的分類選擇不同的授課內(nèi)容和授課重點，嘗試據(jù)此來劃分教學(xué)組織的各個階段，在每個教學(xué)節(jié)點精心設(shè)置任務(wù)（如表1所示）。

與其他課程的教學(xué)一樣，生物信息學(xué)課程的教學(xué)需遵守學(xué)生對知識的掌握規(guī)律，其內(nèi)容的選擇與安排應(yīng)按照循序漸進的原則。從第一階段到第二階段，教學(xué)內(nèi)容“由易到難”。隨著教學(xué)過程的深入，課程內(nèi)容更側(cè)重于對生物信息學(xué)某一專業(yè)領(lǐng)域的引導(dǎo)，此時授課教師的指導(dǎo)更加重要，這類領(lǐng)域往往與開課院系專業(yè)的優(yōu)勢研究領(lǐng)域和導(dǎo)師研究方向相結(jié)合。

3.課程教學(xué)方法的改革

生物信息學(xué)是一門涉及知識面深刻而廣泛，學(xué)生獨立自學(xué)的難度很大的交叉科學(xué)。依據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)理論的特點，這類難度大、技術(shù)性和實踐性強的課程要特別重視以學(xué)生為教學(xué)主體的教學(xué)方法，應(yīng)嘗試從任務(wù)引領(lǐng)入手，將生物信息學(xué)的一些重要學(xué)習(xí)內(nèi)容逐步展現(xiàn)出來。

在生物信息學(xué)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容側(cè)重于任務(wù)引領(lǐng)，設(shè)定與學(xué)生生活相貼近的、接合學(xué)科發(fā)展前沿的引領(lǐng)任務(wù)。例如，可以從高水平雜志（Nature、Science）上根據(jù)任務(wù)引領(lǐng)的關(guān)鍵詞搜索綜述，根據(jù)綜述總結(jié)出該任務(wù)發(fā)展脈絡(luò)，提煉教學(xué)任務(wù)，將較為抽象的計算機算法、生物學(xué)基礎(chǔ)知識融于任務(wù)中，使學(xué)生有積極參與的意愿。及時將任務(wù)相關(guān)工具提供給學(xué)生，或是提前引導(dǎo)學(xué)生自己查詢工具，使學(xué)生有完成任務(wù)的基礎(chǔ)。

學(xué)生在每個節(jié)點都非常清晰地知道下個節(jié)點的主題，并在完成教師的任務(wù)過程中，構(gòu)建局部知識框架，形成自己的見解。教師需在課堂上和課堂以外及時掌握學(xué)生對各個節(jié)點知識的掌握情況，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，針對重點、難點解惑，提高教學(xué)效果。這樣可以使選擇的教學(xué)任務(wù)吸引學(xué)生、引領(lǐng)學(xué)科前沿，還能在教學(xué)過程與學(xué)生的互動中有效地實現(xiàn)教學(xué)相長。

4.重視切合課程設(shè)計的教材編寫

生物信息學(xué)不同于其他學(xué)科，其很多內(nèi)容和知識節(jié)點更新很快，很多最新成果必須教師根據(jù)生物信息學(xué)發(fā)展前沿及時整理和總結(jié)，其教學(xué)內(nèi)容設(shè)置著重于保證教學(xué)內(nèi)容的先進性和前沿性。教材的更新和修訂周期較短，幾乎每學(xué)期均需要重新修訂。

2001年，教育部在[2001]4號文件中明確要求直屬高校的“本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進行公共課和專業(yè)課教學(xué)”，在信息技術(shù)、生物科學(xué)、管理、金融、法律等專業(yè)力爭在3年內(nèi)使外語講授的課程達到所開課程的5%～10%，尤其強調(diào)了生物科學(xué)更要先行一步。現(xiàn)實情況也使英文自編教材的編寫刻不容緩，現(xiàn)在，絕大部分前沿生物數(shù)據(jù)信息（最主要的核酸和蛋白質(zhì)）數(shù)據(jù)庫均為全英文操作界面，操作者只有熟練掌握生物信息學(xué)英文術(shù)語才能自如地使用該系統(tǒng)，才能更有效的進行生物信息學(xué)的學(xué)習(xí)和研究工作。在英文自編教材編寫時，理論部分的參考書我們精心應(yīng)選定了具有非常嚴(yán)謹(jǐn)理論體系和反應(yīng)了最前沿生物信息技術(shù)的《BIOINFORMATICS：Databases，Tools， and Algorithms》。編寫時需要特別注意應(yīng)依據(jù)教學(xué)設(shè)計來設(shè)定來序化任務(wù)，突出不同教學(xué)階段的教學(xué)重點，使學(xué)生學(xué)習(xí)過程是個循序漸進的過程。我校采用的自編教材根據(jù)教學(xué)階段共設(shè)置五個引領(lǐng)任務(wù)：

（1）Pubmed檢索profilin基因研究進展；

（2）家蠶profilin基因結(jié)構(gòu)分析與PCR擴增引物的設(shè)計；

（3）家蠶profilin基因同源序列的獲取與進化樹的構(gòu)建；

（4）家蠶profilin蛋白二級和三級結(jié)構(gòu)的模擬；

（5）家蠶profilin蛋白理化性質(zhì)和功能位點的分析.

5.合理配置網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體教學(xué)資源

首先，學(xué)會利用互聯(lián)網(wǎng)、計算機、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用軟件進行生物信息分析的基本方法和技能本身就是生物信息學(xué)教學(xué)重點。以往普通的多媒體教室已難以提供一個交互式的網(wǎng)絡(luò)化、信息化的教學(xué)環(huán)境，如果想上好生物信息學(xué)這門課程，網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體教學(xué)資源的應(yīng)用，將貫穿于整個生物信息學(xué)課程（從任務(wù)下發(fā)及申領(lǐng)、任務(wù)控制及執(zhí)行、任務(wù)完成結(jié)果檢驗與反饋）的整個教與學(xué)的過程。而我們通過極域電子教室和學(xué)校4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺結(jié)合，較好的實現(xiàn)了生物信息學(xué)交互式的網(wǎng)絡(luò)化、信息化的教學(xué)環(huán)境。

課前，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺將任務(wù)教學(xué)內(nèi)容、任務(wù)序列、工具等傳遞給學(xué)生，學(xué)生通過登陸互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)資源和軟件嘗試完成預(yù)習(xí)任務(wù)。此處可以設(shè)置學(xué)情反饋點，教師通過網(wǎng)絡(luò)論壇等形式掌握學(xué)生預(yù)習(xí)情況。授課過程中，教師利用教師機客戶端的文件分發(fā)系統(tǒng)將任務(wù)教學(xué)內(nèi)容、任務(wù)序列、工具等發(fā)送到學(xué)生桌面，再通過廣播教學(xué)多媒體技術(shù)為學(xué)生形象的講解任務(wù)內(nèi)容以及完成方法。每位學(xué)生在教師的監(jiān)督下在互聯(lián)網(wǎng)上執(zhí)行任務(wù)。教師在監(jiān)控學(xué)生完成任務(wù)過程中，不斷的得到學(xué)生任務(wù)進程的反饋，對于任務(wù)中學(xué)生出現(xiàn)共性問題，利用網(wǎng)絡(luò)、廣播教學(xué)或演示等形式及時解決。課下，學(xué)生同樣可通過學(xué)校4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺將任務(wù)報告、作業(yè)、問題和意見等反饋給教師，教師在平臺上批改任務(wù)報告后將成績和評語發(fā)送給學(xué)生，讓學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)情況，師生還可以通過平臺中的網(wǎng)絡(luò)論壇進行問題討論等。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的生物信息學(xué)任務(wù)引領(lǐng)式教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能創(chuàng)造更為有效的師生互動信息教學(xué)環(huán)境。

三、結(jié)束語

經(jīng)過多年的生物信息學(xué)教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，如果想建設(shè)好生物信息學(xué)課程，我們需要設(shè)定非常清晰的教學(xué)目標(biāo)，理清課程需要培養(yǎng)學(xué)生的核心技能；結(jié)合行業(yè)發(fā)展的技術(shù)前沿精心選擇教學(xué)內(nèi)容，合理序化教學(xué)順序；要依據(jù)建構(gòu)教學(xué)理論，重視以學(xué)生為教學(xué)主體的教學(xué)方法，嘗試從任務(wù)引領(lǐng)入手引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；要重視切合課程設(shè)計的教材編寫，理論部分引自精選英文參考書，設(shè)計教材結(jié)構(gòu)應(yīng)切合任務(wù)引領(lǐng)的教學(xué)方法；合理配置網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體教學(xué)資源，加強學(xué)生互動，為成功地實現(xiàn)“反轉(zhuǎn)課堂”提供保障。

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第3篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

【摘要】

目的用生物信息學(xué)軟件分析貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的多種蛋白質(zhì)性質(zhì)，獲取該基因的相關(guān)因素。方法利用Protparam，GOR4，ProtScale，Protfun和NetPhos軟件預(yù)測和分析貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的氨基酸組成、理論等電點、結(jié)構(gòu)域、活性位點、卷曲螺旋、疏水性、糖基化位點、磷酸化位點及二級結(jié)構(gòu)。結(jié)果推測貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白分子式為：C1910H3056N508O565S18，理論等電點pI 6.12；并含有一個查爾酮合成酶活性位點：156 – 172（ RLmMyQqGCFAGGTvLR）。該蛋白含有163個α-螺旋，81個延伸鏈，145個無規(guī)則卷曲，1個N-糖基化位點，1個O-糖基化位點，17個磷酸化位點，包括8個絲氨酸磷酸化位點，8個蘇氨酸磷酸化位點和1個酪氨酸磷酸化位點。結(jié)論該蛋白推測是一個疏水性穩(wěn)定蛋白，屬于連接酶。

【關(guān)鍵詞】 貫葉金絲桃； 查爾酮合成酶基因； 生物信息學(xué)

Abstract：ObjectiveTo obtain information of Chalcone synthase gene in Hypericum perforatum， the character of this gene and its product protein were analyzed by a series of bioinformatics software.MethodsThe character of Chalcone synthase protein such as the constitution of amino acid， equipotential， domain， active site， coiled coil， hydrophobicity， glycogylation site， phosphorylation sites，second structure were analyzed by the Protparam、GOR4、ProtScale、Protfun and NetPhos software.ResultsTheoretical pI of this protein was 6.12， and the formula was C1910H3056N508O565S18. This protein contained a Chalcone and stilbene synthases active site from 156 to 172(RLmMyQqGCFAGGTvLR). The results also showed that Chalcone synthase protein had 163 α-helix， 81 extended strand， 145 Random coil ， 1 N-glycogylation sites， 1 O-glycogylation sites， 17 phosphorylation sites，8 serine phosphorylation sites， 8 threonine phosphorylation sites， 1 tyrosine phosphorylation sites.ConclusionIt was a hydrophobic and stable protein，belonged to ligase enzyme.

Key words：Hypericum perforatum; Chalcone synthase gene; Bioinformatics

查爾酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)是植物次生代謝途徑中黃酮類物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶，僅分布于高等植物中［1］，查爾酮合成酶是所有黃酮類化合物合成的關(guān)鍵酶，它介導(dǎo)了此類化合物合成的第一步，催化3分子的丙二酞輔酶A與1分子對羥基苯丙烯酞輔酶A縮合成柚皮素查爾酮，然后再由查爾酮異構(gòu)酶異構(gòu)化成不同的黃酮類化合物［2］。黃酮類化合物系色原烷和色原酮的衍生物，是一類在高等植物中大量存在的重要的次生代謝產(chǎn)物，具有很多重要的功能，如參與花色的形成、UV防護、抵抗病原體等等。目前研究表明，它們還與人類的健康有著密切的關(guān)系，具有消除氧自由基、抗炎、抗癌、保護心腦血管系統(tǒng)等多種藥理作用［3，4］。

貫葉金絲桃主要含有黃酮類、揮發(fā)油等多種成分［5］，本文利用生物信息學(xué)的方法研究貫葉金絲桃CHS基因的一級、二級結(jié)構(gòu)，從而對該基因的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征和功能等進行預(yù)測和分析，以期為該基因的深入研究提供參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

數(shù)據(jù)資料來源于 National Center for Biotechnology Information（NCBI）核酸及蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中已注冊的貫葉金絲桃（Hypericum perforatum， AF461105）的核酸序列及其對應(yīng)的氨基酸序列。利用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)上的軟件進行分析，用Protparam［6］分析ATPase E基因編碼蛋白的氨基酸序列組成、分子量、等電點等理化性質(zhì)；在NCBI對其保守結(jié)構(gòu)域分析；用GOR4［7］預(yù)測其二級結(jié)構(gòu)；用Protfun［8，9］和NetPhos［10］分析蛋白質(zhì)功能。

2 結(jié)果

2.1 貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因氨基酸序列的分析

該cDNA全長1510bp，包括1170bp的開放讀碼框（open reading frame， ORF），134個堿基的5'非翻譯區(qū)（5'-untranslated region or 5'-UTR），206個堿基的3'非翻譯區(qū)（3'-untranslated region or 3'-UTR），編碼一個389個氨基酸的多肽。在ScanProsite對其結(jié)構(gòu)域分析貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因含有一個查爾酮合成酶活性位點：156 - 172（ RLmMyQqGCFAGGTvLR）。見圖1。

2.2 貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的理化性質(zhì)

用ProtParam對查爾酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)基因編碼蛋白的理化性質(zhì)預(yù)測，推測該蛋白的分子式為C1910H3056N508O565S18，分子量是42 753.4Da，理論等電點pI 6.12；該基因含Leu (L)最多，占10.0%；不含Pyl (O)、Sec (U)、Asx (B)、Glx (Z)、Xaa (X)?？偟膸д姎埢?Arg + Lys)為45，負電殘基(Asp + Glu)為49。總的親水性平均系數(shù)（Grand average of hydropathicity (GRAVY)）為-0.117，預(yù)測該蛋白屬于疏水性蛋白。該基因預(yù)測不穩(wěn)定指數(shù)是35.38，屬于穩(wěn)定蛋白。

2.3 貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白疏水性/ 親水性的預(yù)測

利用ProtScale軟件的Kyte and Doolittle算法對的查爾酮合成酶蛋白進行親水/疏水性分析。正值越大表示越疏水，負值越大表示越親水，介于+ 0.5到-0.5之間的主要為兩性氨基酸，結(jié)果提示大約在貫葉金絲桃的查爾酮合成酶蛋白中339-346區(qū)域的疏水性最強，其次18-24，98-102，126-132，166-170，186-194，217-226，368-375，379-385區(qū)域具有較強的疏水性；348-360區(qū)域的親水性最強，其次7-14，31-72，115-123，176-183，314-326區(qū)域具有較強的親水性(見圖2)?？梢?，貫葉金絲桃的查爾酮合成酶蛋白的疏水區(qū)域大于親水區(qū)域。

2.4 貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的二級結(jié)構(gòu)預(yù)測應(yīng)用

GOR法分析查爾酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)基因編碼蛋白的二級結(jié)構(gòu)，結(jié)果在該氨基酸序列中，共有α-螺旋（Alpha helix）163處，占總二級結(jié)構(gòu)的41.90%；延伸鏈（Extended strand）81處，占總二級結(jié)構(gòu)的20.82%；無規(guī)則卷曲（Random coil）145處，占總二級結(jié)構(gòu)的37.28%。見圖3。

2.5 貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析和功能分類

ProtFun和NetPhos預(yù)測查爾酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)基因編碼的蛋白含有1個N-糖基化位點（336）；1個O-糖基化位點（3）；17磷酸化位點（63，133，153，250，282，318，332，353，3，24，44，132，197，204，245，360，40），包括8個絲氨酸磷酸化位點（63，133，153，250，282，318，332，353）， 8個蘇氨酸磷酸化位點（3，24，44，132，197，204，245，360）和1個酪氨酸磷酸化位點（40），見圖4。

ProtFun預(yù)測ThHKT1蛋白的功能分類如圖5箭頭所示，推測該蛋白的功能可能是參與重要的中間代謝，這進一步預(yù)測該基因編碼蛋白屬于連接酶（Ligase Enzyme）。

3 結(jié)論

本文利用ProtParam對貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的理化性質(zhì)預(yù)測，推測該蛋白的分子式為C1910H3056N508O565S18，分子量是42753.4Da，理論等電點pI 6.12。屬于穩(wěn)定蛋白，并含有一個查爾酮合成酶活性位點：156 - 172（ RLmMyQqGCFAGGTvLR）；利用ProtScale軟件的Kyte and Doolittle算法對查爾酮合成酶蛋白進行親水/疏水性分析表明貫葉金絲桃的查爾酮合成酶蛋白的疏水區(qū)域大于親水區(qū)域。

應(yīng)用GOR法分析貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白的二級結(jié)構(gòu)表明，α-螺旋是該基因整體結(jié)構(gòu)中的主要組成結(jié)構(gòu)元件，延伸鏈和無規(guī)則卷曲散布于整個蛋白質(zhì)中。ProtFun和NetPhos預(yù)測查爾酮合成酶(Chalcone synthase， CHS)基因編碼的蛋白含有1個N-糖基化位點；1個O-糖基化位點；17磷酸化位點，推測該蛋白屬于連接酶。

應(yīng)用生物信息學(xué)方法對貫葉金絲桃查爾酮合成酶基因編碼蛋白進行比對、分析，從而對其結(jié)構(gòu)和功能進行推斷和預(yù)測，為開展實驗研究前提供盡可能多的信息，能為選擇合適的實驗方法提供理論參考，為進一步對該基因的功能研究提供線索。

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第4篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

【關(guān)鍵詞】傳染病信息學(xué)；癥狀監(jiān)剝；數(shù)據(jù)庫

【文章編號】1004-7484（2014）07-4196-01

在交通高速發(fā)達的全球化現(xiàn)代社會，無論是自然發(fā)生的傳染病，還是因生物恐怖襲擊導(dǎo)致的傳染病，都有可能造成人員和經(jīng)濟上的損失。我國公共衛(wèi)生系統(tǒng)的不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域運行著眾多相互獨立的信息系統(tǒng)，它們雖然能夠為各級政府決策提供很多依據(jù)，但是由于各地、各部門的信息系統(tǒng)建設(shè)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的支撐，導(dǎo)致了不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)難以共享、交換，出現(xiàn)信息孤島的現(xiàn)象，管理部門難以對不同地區(qū)、不同部門的資源進行有效的整合，使信息系統(tǒng)作用受到很大的限制。本文中，筆者將通過討論傳染病信息學(xué)研究目的、研究內(nèi)容以及核心技術(shù)，著重介紹傳染病信息學(xué)在癥狀監(jiān)測中的應(yīng)用。

1傳染病信息學(xué)的主要研究目的及研究內(nèi)容

傳染病信息學(xué)作為管理和分析傳染病相關(guān)數(shù)據(jù)的一門新興學(xué)科，旨在發(fā)展收集、共享、報告、分析傳染病數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)，對傳染病領(lǐng)域的信息管理和分析問題進行系統(tǒng)的研究，為植物、動物以及人類傳染病的預(yù)防、監(jiān)測、處理傳染病提供數(shù)據(jù)和決策支持。因此，傳染病信息學(xué)的研究成果，不僅能夠應(yīng)對可能遭受的生物恐怖襲擊，還可以推動公共衛(wèi)生機構(gòu)的發(fā)展。

傳染病信息學(xué)的研究涉及多個學(xué)科，其研究內(nèi)容不但涉及管理信息系統(tǒng)、運籌學(xué)、動力學(xué)系統(tǒng)、生物信息學(xué)、生物統(tǒng)計學(xué)，還涉及心急技術(shù)領(lǐng)域的多個分支，如數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、信息整合等。此外，傳染病信息學(xué)研究還直接涉及很多政策性課題，如部門內(nèi)部與部門之間的合作、數(shù)據(jù)權(quán)限控制盒數(shù)據(jù)所有權(quán)等。

由于信息需要在不同信息管理系統(tǒng)、不同地點之間達到共享和匯總，加之傳染病信息系統(tǒng)所需的基本功能為獲取、存儲和檢索信息，因此傳染病信息管理系統(tǒng)應(yīng)該通過網(wǎng)絡(luò)分布的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，使用可共用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)共享協(xié)議。

傳染病信息學(xué)主要研究內(nèi)容包括：⑴數(shù)據(jù)共享和相關(guān)的激勵機制問題，在傳染病信息管理系統(tǒng)在運行過程中，需要給所有的數(shù)據(jù)提供商一定的激勵措施，保證在運行中長期共享傳染病信息；⑵與警報和數(shù)據(jù)傳播相關(guān)的問題，即在什么情況下，向什么單位或個人發(fā)出什么類型的警報信息；⑶與數(shù)據(jù)權(quán)限控制和數(shù)據(jù)所有權(quán)等相關(guān)的問題，即誰可以集中、讀寫或者分發(fā)數(shù)據(jù)，誰可以擁有數(shù)據(jù)庫和衍生數(shù)據(jù)；⑷與法律有關(guān)的問題，很多與數(shù)據(jù)管理相關(guān)的法律、法規(guī)將直接影響傳染病信息系統(tǒng)的設(shè)計和操作。

2傳染病信息學(xué)的主要核心技術(shù)

傳染病信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持所需的主要核心技術(shù)包括：數(shù)據(jù)導(dǎo)入和權(quán)限控制、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信傳輸、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入和權(quán)限控制。由于數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)保密性的要求，數(shù)據(jù)導(dǎo)入和權(quán)限控制在傳染病信息學(xué)應(yīng)用中尤為重要，并且對其有獨特的要求，數(shù)據(jù)導(dǎo)入和控制負責(zé)檢查基礎(chǔ)信息來源提供的數(shù)據(jù)可靠性和完整性，通過限制用戶接觸敏感數(shù)據(jù)來控制權(quán)限。在傳染病信息學(xué)的應(yīng)用中，用戶進入權(quán)限有別于一個未授權(quán)過的用戶會被拒絕進入一個特定的模塊這種簡單的權(quán)限控制，例如，一個地方公共衛(wèi)生官員雖然可以進入他管轄區(qū)收集的數(shù)據(jù)庫，但是卻不能再沒有授權(quán)的情況下進入臨近管轄區(qū)的數(shù)據(jù)庫，這種通過授權(quán)的方式以某種聚集的形式訪問數(shù)據(jù)庫的途徑可以有效的保證傳染病信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。

2.2信息結(jié)構(gòu)和信息傳輸。目前我國幾乎所有的醫(yī)院都支持臨床和醫(yī)療行政管理，中信息傳輸?shù)闹鲗?dǎo)標(biāo)準(zhǔn)Health Level 7（（HL7），現(xiàn)在已經(jīng)升級到3.0版本，其功能更加靈活和強大。對于生物反恐和傳染病信息系統(tǒng)內(nèi)部機系統(tǒng)間的通信力言，HL73.0版本的參考信息模式提供了必要的結(jié)構(gòu)，使信息通信含義清楚并維持了數(shù)據(jù)元素間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。

2.3數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對統(tǒng)一疾病報告和監(jiān)測中的相關(guān)數(shù)據(jù)形式，促進傳染病信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享至關(guān)重要。從數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在保健和公共衛(wèi)生信息學(xué)中的應(yīng)用效果來看，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)雖然很大程度上減少了挖掘、聚合、理解數(shù)據(jù)時的問題，但是也帶來了大量概念上的混亂和實施中的困難。我國自2004年也開始了對公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)和基本數(shù)據(jù)集的研究，并取得了很大進展。

3傳染病信息學(xué)在癥狀監(jiān)測中的應(yīng)用

傳染病信息學(xué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一就是癥狀監(jiān)測，近十年來，我國癥狀監(jiān)測在理論與實踐方面都取得了很大的進展，其中評價癥狀監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵因素為系統(tǒng)檢測疾病爆發(fā)或生物恐怖的有效性、陽性預(yù)測值、敏感性、及時性。傳統(tǒng)的癥狀監(jiān)測以實驗室診斷為主，這樣疾病診斷過程就需要很長時間，違背的癥狀監(jiān)測的及時性原則。癥狀監(jiān)測作為針對公共衛(wèi)生監(jiān)測早期一場癥狀專用數(shù)據(jù)的一整套連續(xù)的、系統(tǒng)的預(yù)警、分析和收集方法，可以對可能的傳染病和生物恐怖襲擊進行實時的監(jiān)測，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，實時向國家、地方一級醫(yī)院提供及時、有價值的信息，為公共衛(wèi)生反應(yīng)贏得時間。本節(jié)將從癥狀監(jiān)測的角度進一步展開傳染病信息學(xué)技術(shù)問題的討論。

癥狀監(jiān)測系統(tǒng)可以分為以下四個模塊⑴數(shù)據(jù)來源和采集，數(shù)據(jù)來源包括公共衛(wèi)生實驗室監(jiān)測結(jié)果、緊急醫(yī)療救助120電話記錄、企事業(yè)單位缺勤率、口罩衛(wèi)生紙等醫(yī)療用品的銷售量、藥店非處方藥銷售情況以及醫(yī)院急診室病人訪問情況等。初步研究為評估數(shù)據(jù)的有效性，并研究它們在癥狀監(jiān)測的信息特性化能力、及時性等方面的不同。收集數(shù)據(jù)需要安全水平較高的專用計算機網(wǎng)絡(luò)；⑵癥狀分類，目前大部分癥狀監(jiān)測系統(tǒng)使用主訴作為數(shù)據(jù)的一個主要來源，很多基于信息檢索和文本處理的分類方法，通過分類可以幫助辨別疾病對公共衛(wèi)生的威脅程度；⑶數(shù)據(jù)分析和癥狀監(jiān)測，目前自動數(shù)據(jù)分析與預(yù)警中常用的算法都是基于異常監(jiān)測的，包括人工智能方法和經(jīng)典的統(tǒng)計方法，考慮到?jīng)]有一個單獨的算法可以覆蓋所有的可能情況，所有一個監(jiān)測系統(tǒng)需要利用一種以上的算法，量化從監(jiān)測數(shù)據(jù)中觀察到的傳染病暴發(fā)的可能性；⑷數(shù)據(jù)可視化，通過一個普適性的可視化環(huán)境，便于與用戶進行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果共享。

4結(jié)束語

傳染病信息學(xué)作為一門專門用來管理和分析傳染病相關(guān)數(shù)據(jù)的新興學(xué)科，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于癥狀監(jiān)測中，能夠及時的收集和分析數(shù)據(jù)，預(yù)診斷信息。對監(jiān)測結(jié)果進行預(yù)測和分析將是下一步研究熱點。

參考文獻

[1] 金水高.公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)元的標(biāo)準(zhǔn)化研究[J].公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)，2006，17（1）：30―32.

第5篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

關(guān)鍵詞：蛋白質(zhì)化學(xué)；理論講授；專題介紹

中圖分類號：G642.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）03-0221-03

生物技術(shù)是21世紀(jì)影響國計民生的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)之一，而生物技術(shù)發(fā)展所依托的生命科學(xué)研究承擔(dān)著揭示生命奧秘，改善人類身體素質(zhì)和生活品質(zhì)的重要責(zé)任。生物學(xué)專業(yè)的大學(xué)生是生命科學(xué)研究中的生力軍，也是直接影響我國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才儲備。因此，在當(dāng)今生命科學(xué)研究日新月異的時代背景下，與時俱進地開展生命科學(xué)相關(guān)課程建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。在諸多生物大分子中，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，具有舉足輕重的作用。在上世紀(jì)90年代“人類基因組計劃”之后，生命科學(xué)研究進入了后基因組時代，也就是蛋白質(zhì)組學(xué)時代。因此，本文結(jié)合蛋白質(zhì)研究進展探討了在高年級本科生中開展《蛋白質(zhì)化學(xué)》教學(xué)的必要性以及相關(guān)課程體系設(shè)置等內(nèi)容，以期能為生命科學(xué)專業(yè)學(xué)生全面知識體系的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)，并由此推進生物產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)和儲備工作。

一、開展《蛋白質(zhì)化學(xué)》課程的必要性

2012年5月14日，科技部印發(fā)了《蛋白質(zhì)研究國家重大科學(xué)研究計劃“十二五”專項規(guī)劃》。該規(guī)劃指出：“蛋白質(zhì)是生命活動的主要執(zhí)行者，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能、相互作用和動態(tài)變化的深入研究，將有助于揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)。蛋白質(zhì)研究取得的眾多成果也將是新藥創(chuàng)制、傳染病防診治、農(nóng)作物改良、生物能源轉(zhuǎn)化、工業(yè)生物催化等各個領(lǐng)域的重要創(chuàng)新源泉?！?014年8月在北京啟動的國家重大科學(xué)研究計劃“十三五”發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略研究工作中，蛋白質(zhì)研究與納米研究、量子調(diào)控研究、發(fā)育與生殖研究、干細胞研究以及全球變化研究等作為國家前瞻性部署和重點任務(wù)。蛋白質(zhì)研究已經(jīng)不僅是美國等發(fā)達國家關(guān)注的重點領(lǐng)域，也是我國致力發(fā)展的前沿?zé)狳c之一。蛋白質(zhì)組學(xué)研究是繼“人類基因組計劃”之后的又一“兵家必爭之地”。然而，蛋白質(zhì)相關(guān)基礎(chǔ)知識是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的前提保障，其中涉及的技術(shù)手段是蛋白組學(xué)研究的利器。由于蛋白質(zhì)研究涉及了生物化學(xué)、生物物理、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、生物信息學(xué)等多個學(xué)科，學(xué)科之間彼此交叉，相互滲透，因此對于從事蛋白質(zhì)相關(guān)研究或有志于投身于蛋白組學(xué)研究的生物專業(yè)學(xué)生而言，學(xué)科基礎(chǔ)課《生物化學(xué)》中的相關(guān)知識與當(dāng)今蛋白質(zhì)研究的切合度有限，難以滿足今后科學(xué)研究的需求。由此可見，在高年級本科生中開展《蛋白質(zhì)化學(xué)》專業(yè)選修課程，全面系統(tǒng)地介紹蛋白質(zhì)化學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識以及最新研究進展，具有重要的意義和必要性。

二、《蛋白質(zhì)化學(xué)》課程體系構(gòu)建的思考

目前，上海大學(xué)實施的是短學(xué)期教學(xué)體制，每學(xué)期為10周?；趯虒W(xué)效果的考量，學(xué)校鼓勵小班教學(xué)，專業(yè)選修課的學(xué)生數(shù)量一般在20―30人。根據(jù)這些實際情況，筆者認(rèn)為在有限的時間內(nèi)應(yīng)該盡可能讓學(xué)生建立較為全面的知識體系，同時通過調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生更為主動地體會到蛋白質(zhì)化學(xué)相關(guān)研究的發(fā)展。因此，在課程開展過程中，筆者采用了老師講授和學(xué)生討論相結(jié)合的授課形式，通過師生互動，促進學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解，并提高其運用知識的實踐能力。經(jīng)過三年的課程實踐，本課程的基本構(gòu)建框架已經(jīng)成型，具體的課程體系構(gòu)建如下。

1.蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)理論。①蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)理論與研究方法。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是功能研究的基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)直接決定了蛋白質(zhì)的功能。只有詳細了解蛋白質(zhì)及其復(fù)合物和組裝體的結(jié)構(gòu)，才有可能對蛋白質(zhì)的生理功能進行揭示。因此，在課程開展之初，筆者首先向?qū)W生介紹蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識。雖然蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)組成與多級結(jié)構(gòu)等知識在《生物化學(xué)》課程中都有所涉及。但是，從實際教學(xué)情況來看，大部分學(xué)生學(xué)得多也忘得快，很少能把握住知識的核心。而《蛋白質(zhì)化學(xué)》的教學(xué)重點與《生物化學(xué)》又有所區(qū)分，所以本課程主要關(guān)注蛋白質(zhì)從基本構(gòu)成元件氨基酸到高級空間結(jié)構(gòu)的演變過程，重點強調(diào)了各級結(jié)構(gòu)特點以及關(guān)鍵影響因素。在教學(xué)過程中，為了便于學(xué)生理解和記憶，筆者選擇以常見蛋白為模型，形象說明各級結(jié)構(gòu)的特點，并穿插介紹各級結(jié)構(gòu)研究歷史中的小故事，特別是諾貝爾獎相關(guān)的突破性進展，以此來提升學(xué)生的興趣。由于是專業(yè)選修課，課程設(shè)置的目的是希望學(xué)生能夠更為全面、深入地了解相關(guān)知識，因此筆者在課程教授過程中不強調(diào)對知識的死記硬背，而更希望學(xué)生因為興趣而理解，因為理解而記憶，最終達到吸收知識的目的。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識掌握的基礎(chǔ)上，進一步向?qū)W生介紹用以揭示各級結(jié)構(gòu)的研究方法，強化學(xué)生對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究方法介紹中，筆者按照蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)到四級結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，逐級介紹蛋白質(zhì)的相關(guān)研究方法，包括一級結(jié)構(gòu)研究中的生物學(xué)方法（cDNA法）、化學(xué)方法（Edman降解法）和物理方法（質(zhì)譜法）、二三級結(jié)構(gòu)研究方法圓二色譜法、拉曼光譜法、熒光光譜法和紫外光譜法以及高級結(jié)構(gòu)研究的X-射線衍射技術(shù)、核磁共振技術(shù)和冷凍電鏡技術(shù)等。在講授的過程中，注意將技術(shù)的核心與結(jié)構(gòu)的特點結(jié)合起來，既講授技術(shù)的原理和應(yīng)用，又幫助學(xué)生再次理解各級結(jié)構(gòu)的特點。其中，在高級結(jié)構(gòu)研究方法介紹中，結(jié)合國內(nèi)外頂尖研究組最新發(fā)表的相關(guān)工作，讓學(xué)生更為及時地了解當(dāng)今科技發(fā)展的趨勢。同時，筆者引入了蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫作為生物信息學(xué)知識的一部分，介紹了蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫這一有用的蛋白質(zhì)研究平臺，讓學(xué)生建立對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的生物信息學(xué)知識的基本印象，鼓勵學(xué)生根據(jù)自身興趣進一步深入了解各數(shù)據(jù)庫的特點以及適用范圍。這一部分內(nèi)容由于專業(yè)性較強，屬于工具類知識，所以未對學(xué)生做強制要求，僅僅作為知識普及，便于學(xué)生在將來研究需要時知道如何尋求幫助；②蛋白質(zhì)折疊。蛋白質(zhì)折疊是蛋白質(zhì)從一級結(jié)構(gòu)向高級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過程，是蛋白質(zhì)具有生理功能的必經(jīng)之路。蛋白質(zhì)折疊被認(rèn)為是對中心法則的補充說明，也因此被成為第二遺傳密碼。蛋白質(zhì)折疊在上述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識基礎(chǔ)上幫助學(xué)生更為深刻地了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的緊密聯(lián)系。在這部分教學(xué)過程中，筆者首先通過“變性”這個知識點的講授，讓學(xué)生建立蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的初步聯(lián)系。之后，通過以著名的蛋白質(zhì)復(fù)性實驗――“Anfinsen實驗”的設(shè)計思路、研究過程以及實驗結(jié)果分析作為案例，讓學(xué)生隨著實驗一步步了解蛋白質(zhì)折疊的隱藏秘密，激發(fā)學(xué)生的探索興趣。在這個案例中，學(xué)生不僅可以再次理解變性對于蛋白質(zhì)功能的影響，又可以了解到蛋白質(zhì)變性的可逆性。通過變性―復(fù)性整個過程的演變，可以了解蛋白質(zhì)變性的可逆性以及可逆的條件，也可以深刻地認(rèn)識到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)對其功能的重要性。在“自組裝折疊”的基礎(chǔ)上，從動力學(xué)和熱力學(xué)角度分析蛋白質(zhì)折疊過程，并由此引入“蛋白質(zhì)輔助折疊”理論，幫助學(xué)生全面認(rèn)識蛋白質(zhì)折疊中的影響因素。同時，以實際病例為代表說明蛋白質(zhì)錯誤折疊的危害，并從疾病治療的角度鼓勵學(xué)生思考如何引導(dǎo)蛋白質(zhì)的正確折疊以減少疾病發(fā)生的概率。從教學(xué)效果來看，簡單的知識傳授遠不如實際案例的分享效果顯著，學(xué)生更樂于結(jié)合實際現(xiàn)象進行深入思考和討論；③蛋白質(zhì)分離與純化。在蛋白質(zhì)研究中，獲取必要的蛋白質(zhì)對象，分離與純化是關(guān)鍵。很多分離和純化技術(shù)在日常生物學(xué)研究中都十分常見也運用廣泛，因此筆者認(rèn)為這是本課程中最有實際應(yīng)用價值的知識，也希望學(xué)生能及時掌握并學(xué)以致用。那么如何實現(xiàn)蛋白質(zhì)的分離純化？這與蛋白質(zhì)本身的理化性質(zhì)息息相關(guān)，而理化性質(zhì)又與蛋白質(zhì)的組成密切聯(lián)系。在蛋白質(zhì)分離純化原則說明過程中，筆者通過回顧蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識到蛋白質(zhì)獨有的理化性質(zhì)及其分離純化的基礎(chǔ)。隨后，從分子量、溶解度、電離性質(zhì)和親和力等不同方面介紹常用的蛋白質(zhì)分離純化的方法。其中，詳細介紹了蛋白質(zhì)分子生物學(xué)研究中最為常用的技術(shù)――雙向電泳技術(shù)，使學(xué)生從原理、過程以及應(yīng)用范圍等多角度認(rèn)識和掌握該技術(shù)。同時，要求學(xué)生通過理解而掌握凝膠過濾和凝膠電泳中所采用的分子篩效應(yīng)的區(qū)別。此外，蛋白質(zhì)層析是蛋白質(zhì)分離中的一個大的技術(shù)家族，包含了親和層析、離子交換層析、凝膠過濾層析、疏水層析以及分配層析等多種類型，應(yīng)用廣泛而且技術(shù)發(fā)展成熟。因此，筆者在該部分課程的后期將蛋白質(zhì)層析作為一個獨立的知識單元向?qū)W生展示在實際操作中如何根據(jù)蛋白質(zhì)的具體性質(zhì)特點選擇合適的層析技術(shù)進行分離純化，使學(xué)生不僅掌握相關(guān)的理論知識，更要學(xué)會如何在研究工作中運用知識；④蛋白質(zhì)檢測。如何確認(rèn)已經(jīng)獲取的蛋白質(zhì)的種類呢？這一問題將課程引入到蛋白質(zhì)的檢測中。蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)不僅是實驗室基礎(chǔ)研究的重要內(nèi)容，也與人類生活息息相關(guān)。這樣具有實際應(yīng)用的內(nèi)容更容易引起學(xué)生的興趣。因此，通過引導(dǎo)學(xué)生思考生活中面臨的不同蛋白質(zhì)檢測需求，逐步展開蛋白質(zhì)檢測技術(shù)的介紹。首先，介紹蛋白質(zhì)檢測中的通用技術(shù)，即針對所有蛋白質(zhì)而不針對特定種類。以“三聚氰胺事件”為例引導(dǎo)學(xué)生思考，如何檢測樣本中的蛋白質(zhì)含量，為什么會發(fā)生“三聚氰胺事件”？基于此探討蛋白質(zhì)鑒定的六大常規(guī)技術(shù)：凱式定氮法、雙縮脲法、Folin-酚試劑法、紫外吸收法、考馬斯亮藍法和BCA法，并通過比較技術(shù)的各自特點使學(xué)生初步了解蛋白質(zhì)檢測中的技術(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)。同時，結(jié)合蛋白質(zhì)定量分析的實際需求，在常規(guī)技術(shù)介紹基礎(chǔ)上，詳細介紹了酶聯(lián)免疫吸附分析法（ELISA）和Western-blotting技術(shù)。通過介紹技術(shù)的原理、步驟以及關(guān)鍵影響因素等讓學(xué)生熟悉這兩項重要技術(shù)，為今后的科研工作儲備必要的知識。

2.蛋白質(zhì)化學(xué)專題介紹。①蛋白質(zhì)檢測專題介紹。在上述知識理論體系介紹中，筆者盡力將生活實例與科學(xué)知識結(jié)合，但是基本知識本身仍舊過于理論，不容易引起學(xué)生的共鳴。因此，在知識體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，筆者特意增加了一個蛋白質(zhì)檢測專題介紹，以腫瘤標(biāo)志物這種目前認(rèn)知度較為廣泛的蛋白質(zhì)為代表，介紹蛋白質(zhì)檢測的重要性以及蛋白質(zhì)檢測的最新研究進展。筆者從醫(yī)院所采用的檢測技術(shù)入手，向?qū)W生揭示這些檢測技術(shù)背后的原理以及各自的技術(shù)特點，讓學(xué)生了解當(dāng)今蛋白質(zhì)檢測技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。同時，結(jié)合最新的文獻報道，在現(xiàn)有儀器分析的基礎(chǔ)上，引入了電化學(xué)分析、SPR以及核酸擴增技術(shù)等知識介紹，讓學(xué)生更深層次地認(rèn)識到蛋白質(zhì)分析的基礎(chǔ)研究進展。除了生活中可以遇見的成熟商業(yè)化分析技術(shù)，各式各樣的實驗室蛋白質(zhì)分析技術(shù)雖然還未能走進千家萬戶，但是它們代表了當(dāng)今生化分析的潮流，也預(yù)示了蛋白質(zhì)分析的發(fā)展趨勢。這些理論與實際結(jié)合的專題介紹相對于刻板的知識講解容易引起學(xué)生的共鳴和探討的興趣，因此教學(xué)效果也比較明顯，學(xué)生表現(xiàn)了極大的興趣和探索的欲望，會主動參與到課程內(nèi)容的討論中，進而加深了對知識的理解和記憶，達到了教學(xué)的目標(biāo)；②學(xué)生課題介紹。之前曾提到上海大學(xué)的專業(yè)選修課鼓勵小班教學(xué)，學(xué)生規(guī)模相對較小，因此比較便于師生之間的互動。筆者希望學(xué)生能從單純的知識接受者角色中解脫出來，更為積極主動地參與到知識的講授中來，通過自我學(xué)習(xí)推進知識的理解和掌握。結(jié)合本課程的特點，筆者選取了具有代表性的與蛋白質(zhì)研究相關(guān)的諾貝爾獎研究作為課題，通過學(xué)生自學(xué)掌握研究的相關(guān)內(nèi)容，并在課堂通過知識講解與老師展開互動。相關(guān)課題包括：“發(fā)現(xiàn)抗體的化學(xué)結(jié)構(gòu)”、“發(fā)現(xiàn)大腦分泌的肽類激素”、“發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶及其在分子遺傳學(xué)方面的應(yīng)用”、“發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的細胞表面受體的遺傳結(jié)構(gòu)”、“發(fā)現(xiàn)生長因子”、“發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用”、“發(fā)現(xiàn)朊病毒―傳染的一種新的生物學(xué)原理”以及“發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶如何保護染色體”等。在選擇學(xué)生課題的過程中，把握幾個關(guān)鍵的原則。首先，課題必須與蛋白質(zhì)研究相關(guān)；其次，課題的研究與課程中教授過的知識有重疊；最后，課題能夠揭示蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的緊密聯(lián)系。通過這樣的課題設(shè)置，可以讓學(xué)生在自學(xué)的過程中再次溫習(xí)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)相長。筆者通過幾年的課程實踐發(fā)現(xiàn)，雖然面向的教學(xué)對象是本科生，他們大多沒有實驗室研究經(jīng)驗，但是其學(xué)習(xí)主動性較好，通過在網(wǎng)上進行資料搜索，大多數(shù)學(xué)書可以很好地完成任務(wù)，部分特別突出的學(xué)生可以將研究故事說得非常生動形象，激發(fā)了其他學(xué)生的興趣。通過這些互動課題的設(shè)置，學(xué)生對蛋白質(zhì)研究中涉及的相關(guān)知識又有了更好地梳理，對蛋白質(zhì)研究工作有了更為深入的認(rèn)識，為將來的研究方向選擇奠定了基礎(chǔ)。

三、小結(jié)

蛋白質(zhì)及其相關(guān)研究已經(jīng)成為當(dāng)今生命科學(xué)研究的熱門所在。在蛋白組學(xué)研究蒸蒸日上的今天，生物學(xué)專業(yè)學(xué)生具備一定量的蛋白質(zhì)相關(guān)基礎(chǔ)知識十分必要。因此，結(jié)合當(dāng)前生命科學(xué)研究的發(fā)展趨勢和蛋白質(zhì)科學(xué)研究的熱點重點，本文探討了在高年級本科生中開展《蛋白質(zhì)化學(xué)》教學(xué)工作的重要性和必要性。同時，結(jié)合筆者近幾年來在《蛋白質(zhì)化學(xué)》課程中的實際教學(xué)經(jīng)驗，本文從蛋白質(zhì)化學(xué)基礎(chǔ)理論體系設(shè)置以及蛋白質(zhì)化學(xué)專題介紹兩方面詳細闡述了《蛋白質(zhì)化學(xué)》這門專業(yè)選修課的課程體系設(shè)置方案，教學(xué)內(nèi)容涉及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分離純化以及蛋白質(zhì)檢測鑒定等多方面。通過理論與實際相結(jié)合的教學(xué)方式，以諾貝爾獎相關(guān)研究介紹為契機，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生積極參與到課程的討論中來，實現(xiàn)教學(xué)相長，使其能更好地掌握與蛋白質(zhì)化學(xué)相關(guān)的理論知識，熟悉蛋白質(zhì)研究中常用方法的技術(shù)要領(lǐng)，為今后開展蛋白質(zhì)相關(guān)的研究工作儲備充足的基礎(chǔ)知識。

The Discussion and the Thinking of the Teaching System of“Protein Chemistry”for the College Students

ZHAO Jing，CAO Ya

（School of Life Sciences，Shanghai University，Shanghai 200444，China）

第6篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

Calcineurin和心肌細胞肥大 張惠麗

生物醫(yī)藥的開發(fā)方向

肌漿網(wǎng)鈣ATP酶及其調(diào)控蛋白與心力衰竭 魯曉春，李小鷹

2000年全球生物醫(yī)藥公司專利申請情況

家族性肥厚型心肌病的分子遺傳學(xué)研究進展 鄒玉寶，宋雷，王繼征

下期主題

擴張型心肌病 鄭維越

KCNE基因家族的研究進展 林春霞，滕思勇，馬麗娟

Angiopoietin-2在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中的作用及其臨床應(yīng)用價值 蔡明清

骨形態(tài)生成蛋白Ⅱ型受體基因與原發(fā)性肺動脈高壓 陸立鶴

人Calcineurin B基因克隆、表達和純化 張惠麗，黃贊春，張宇，徐平，陳宇，惠汝太

在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(OMIM) 甄一松，謝攀，史海波，歐國斌，潘月亮，張利

高血壓致病與相關(guān)基因研究的策略和方法 鞠振宇，黃曉紅

分枝DNA原位雜交--一項新的基因檢測技術(shù) 馬麗娜

動脈粥樣硬化相關(guān)基因FWA1功能的cRNA原位雜交研究 陸立鶴，劉玉清，陳敬洲，惠汝太

激活心肌細胞Ryanodine受體對ERK/MAPK/PKC 信號通路的作用 祝之明，楊永健，祝善俊，王海燕

細胞色素P450羥化酶代謝產(chǎn)物與高血壓 李宏偉，汪道文

尾加壓素Ⅱ?qū)ρ艿膹?fù)雜調(diào)節(jié)及其機制 耿彬，趙晶，唐朝樞

自體干細胞移植治療心肌損傷 馬軍，史劍慧，葛均波

核因子-κB與心肌缺血再灌注損傷 高國棟，韓志巖，龍村

血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑防治心力衰竭的研究進展 陳書中

核因子-κB與經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動脈成形術(shù)后再狹窄 高靜，趙炳讓

過氧化物酶體增殖劑激活受體研究進展 金豐，李隆貴

脂蛋白脂酶與冠心病 李穎莉，趙炳讓，秦勤

內(nèi)源性甲基精氨酸的病理學(xué)意義 劉曉雷，崔華東，惠汝太

極低密度脂蛋白水平與冠心病的關(guān)系 耿婕，秦勤，趙炳讓，王慶彤，李穎莉

細胞外氫離子濃度對HERG通道功能的影響 李俊，武欣星，周新，鄭芳，李霞，劉芳

高血壓患者紅細胞ATP含量、紅細胞膜ATP酶活性與鈣、鎂代謝的研究 田紅燕，馬愛群，沈涇錫，李軍良

CRP和LPS致單核細胞NF-κB活化及IL-6合成的比較 李建軍，陳學(xué)軍，夏泠，王晶，李庚山

卡維地洛對心衰大鼠心肌細胞間粘附分子-1表達的影響 吳強，李隆貴，蔡運昌，楊天和，王曉峰，耿召華

食管心房調(diào)搏在室上速診斷中價值新探討 李為東，付強，潘娥娟

冠心病患者血漿纖維蛋白原與血清脂蛋白(a)水平的關(guān)系 寇璐，秦勤，趙炳讓

擴張型心肌病基因突變及基因治療 趙春霞，黎明，汪道文

Ikr/HERG鉀離子通道 馬麗娟，滕思勇，惠汝太

基質(zhì)金屬蛋白酶與急性冠狀動脈綜合征的研究進展 秦勤，趙炳讓

機械牽張致心肌細胞肥大的信號機制 田翔，馬愛群

心肌細胞再生與細胞移植 任曉慶，浦介麟，王方正，張澍

蛋白與蛋白相互作用研究的生物信息學(xué)進展 謝攀，甄一松，張利，惠汝太

內(nèi)皮細胞凋亡與動脈粥樣硬化 孟麗，陳紀(jì)林

以低鈣血癥、陣發(fā)性抽搐為首發(fā)癥狀的心肌炎1例 連衛(wèi)平，林琳，潘志紅

逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)追蹤檢測小鼠心肌中柯薩奇病毒B3的表達 郭詩東，荊志成，于麗冰

同型半胱氨酸代謝異常與冠心病的關(guān)系 秦勤，趙炳讓，崔讓莊，毛用敏，耿婕，屈大展，陳倩，寇璐

細胞變態(tài)相關(guān)基因的篩選 陳宇，吳小芳，費江楓，陳暉，費仁仁，薛社普

病毒性心肌炎細胞感染模型的建立及實驗研究 劉玉清，李佳，張禪那，宋曉東，劉曉雷，惠汝太

血脂及載脂蛋白水平與冠心病嚴(yán)重程度的關(guān)系 路雅茹，秦勤，趙炳讓

糜酶在心血管方面的研究進展 賈秀珍，劉曉雷

虛擬心臟:細胞水平的解決 甄一松，謝攀，龐博

"最后共同通路"假說與遺傳性心血管疾病 黎明，趙春霞，汪道文

機械刺激與心肌細胞肥大 席雨濤，馬愛群

紅景天治療心血管疾病研究進展 馬玉華，劉曉雷

核纖層蛋白Lamins的結(jié)構(gòu)、功能及相關(guān)疾病的研究 王虎，惠汝太

心肌病合作通報 惠汝太

動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中的基因表達與調(diào)控 紀(jì)方，趙鵬，李成乾，紀(jì)祥瑞

組織因子與冠心病 馮津萍，趙炳讓

分子搭橋術(shù)生成新血管治療冠心病的展望 薛樹仁

心房顫動發(fā)生機制研究進展 裴艷，陳義漢

擴張型心肌病的自身免疫發(fā)病機理 陶榮，廖玉華

心臟間質(zhì)(下) 荊志成，韓志巖，徐希奇

心力衰竭 蔡明清

七跨膜域受體和心臟功能 徐平

SNP與遺傳流行病學(xué)的發(fā)展 李昭暉，孫莉

主動脈弓部手術(shù)中的腦保護 田良鑫，孫立忠

腦卒中急性期和非急性期降壓治療 張宇輝，劉國仗

甘油三酯脂酶家族中的新成員--內(nèi)皮源性脂酶 胥學(xué)偉，李小鷹

原發(fā)性高血壓基因治療 馬文君，劉國仗，黨愛民

長QT綜合征的分子生物學(xué)研究進展和現(xiàn)狀 李為東，張奎俊

基因多態(tài)性與腦卒中關(guān)聯(lián)研究 尚蔚，吳曉東

P27kip1在血管平滑肌細胞中的研究進展 韓小寧，董果雄

阻塞性睡眠呼吸暫停與高血壓的研究進展 陳改玲，黨愛民，劉國仗，惠汝太

魚精蛋白在心肌再灌注期低血壓效應(yīng)及其機理 崔彬，馬捷，李新華，陳建忠

心肌細胞凋亡與缺血/再灌注損傷 高國棟，龍村

病毒性心肌炎心肌細胞凋亡機制研究 王侖，宋曉東，劉玉清

藥物涂層支架在冠心病治療中的應(yīng)用 陳玨

CaMKIIδC在心肌肥厚中被激活并誘導(dǎo)擴張型心肌病及心衰 王曉建

遺傳,環(huán)境和心血管疾病 汪一波，惠汝太

基因組信息學(xué)--現(xiàn)狀和前景 諶琛

高密度脂蛋白(HDL)和甘油三酯作為治療的靶點 張震，惠汝太

肥厚性心肌病的研究進展 王萍

完整的人工心臟 劉艷芬

瘦素(leptin)誘導(dǎo)新生大鼠心室肌細胞的肥厚 張震，惠汝太

人類基因組序列的變異與尋找腦卒中相關(guān)基因的工作 張陸

右心室間隔部起搏的安全性及可行性研究 郭詩東，華偉，吳國梅

ACE基因I/D多態(tài)性與高原動脈彈性相關(guān)研究 胡全忠，孫寧玲

國人血漿總同型半胱氨酸水平與冠心病關(guān)聯(lián) 張春玲，鞠振宇，孫靜，劉曉寧，高潤林，陳紀(jì)林，楊躍進，惠汝太

應(yīng)用G-CSF動員骨髓干細胞治療急性心肌梗塞的研究 徐新，馬紹椿，羅東云，唐良秋，林拓，張昌瑞

間隙連接通道蛋白不均一降解對心肌傳導(dǎo)速度影響的研究 閆純英，林吉進，李玉光，曾欣

基質(zhì)金屬蛋白酶在急性心肌梗塞中的表達研究 吳旻，李玉光，張欣，張鈺，閆純英，張元春

苦參的藥理活性及臨床應(yīng)用 劉玉清，宋曉東，惠汝太

女性心力衰竭特點 葉紹東，李琳，王國干

PPARs在心肌代謝性重塑中的作用 楊曉敏，吳海英

體外循環(huán)中低溫對腦電參數(shù)的影響 劉榮國，李立環(huán)

科技創(chuàng)新是推動醫(yī)院發(fā)展的源動力 張雪燕，惠汝太

評估肥厚型心肌病的危險因素 趙超

基因組醫(yī)學(xué):疾病生物學(xué)的基因組探針 林春霞

調(diào)控性SNPs Thoms，J.Hudson.Nature，Genetics，張偉麗

糖尿病與冠心病人QT間期及離散度變化的相關(guān)性研究 李紹生，劉澎濤，李蘭蓀，楊杰

白細胞介素-6單克隆抗體的制備、鑒定及其初步應(yīng)用 張惠麗，于暉，張春玲，張宇，黃贊春，明佳

倍他樂克治療充血性心力衰竭的臨床療效觀察 吳連嶺，王士強，周維光，李營

柯薩奇病毒B3感染培養(yǎng)大鼠心室肌細胞L-型鈣通道m(xù)RNA表達的變化 黃淑君，田苗，廖玉華

同種帶瓣管道的研究和應(yīng)用進展 陳慶良，劉迎龍

低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白與動脈粥樣硬化的關(guān)系 李穎莉，趙炳讓，秦勤

骨髓是各種組織器官再生修復(fù)的共同干細胞庫 任曉慶，浦介麟，張澍，王方正

細胞凋亡在心血管系統(tǒng)疾病中的作用 張陸，黃曉紅

GNB3基因C825T多態(tài)性與心血管疾病 孫愛軍，王克強，葛均波

球囊引導(dǎo)床旁心臟起搏治療緩慢型心律失常的臨床療效觀察 吳連嶺，李營，張曉文

鈣離子進入血管平滑肌的Ⅰ型鈉/鈣交換系統(tǒng)(NCXI)引發(fā)鹽敏感高血壓 鄭翼

低分子肝素鈣治療急性冠脈綜合征的臨床應(yīng)用 呂鍵

利用SSH技術(shù)分析益氣養(yǎng)陰法調(diào)控病毒性心肌炎細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用機制 曹洪欣，張明雪

血管內(nèi)皮祖細胞研究進展 李崇劍，高潤霖

易損斑塊的分子病理學(xué)研究進展 郭遠林，張偉，陳紀(jì)林

高血壓糖尿病的腎損害 油紅文，劉國仗

病毒性心肌炎有效單體藥物研究進展 辛穎，宋曉東，劉玉清，劉小雷，惠汝太

ACEI在充血性心力衰竭治療中的研究進展 傅春燕，周憲梁

ACE2的特性及其與心血管疾病的關(guān)系 林清，晉學(xué)慶，吳可貴

與動脈粥樣硬化密切相關(guān)的清道夫受體 王娟，司書毅，洪斌

成肌細胞表達異源心鈉素基因的研究 朱記法，盧永昕，李鋒，田俊，王玉

第18屆ISHR學(xué)術(shù)會議短訊 陳曦

洛汀新和倍他樂克聯(lián)合治療慢性充血性心力衰竭療效觀察 盛宇峰

冠脈內(nèi)支架植入術(shù)及聯(lián)合抗凝治療急性心肌梗死的臨床研究 陳寶霞

環(huán)氧化酶-2,促進了動脈粥樣硬化或僅是一個旁觀者? 李昭暉，惠汝太

可溶性CD40L(sCD40L)可作為預(yù)測急性冠脈綜合癥危險性的一項新指標(biāo) 晶美

縫隙連接與心肌損傷 陳灼焰，吳黎明

新"油田"的發(fā)現(xiàn)--關(guān)注基因的3'端 張陸

感染與動脈粥樣硬化和冠心病的病因研究 李崇劍，徐耕，傅國勝

ABCA1基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)與膽固醇代謝及動脈粥樣硬化的關(guān)系 劉勝林，郭志剛，劉凌，李欣

第7篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

心音的非線性時間序列分析董筠樓正國(6)

麻醉期心率變異性的分形特性分析劉曉芳葉志前劉群芳(10)

全血膽固醇生物傳感器廖靜敏胡貴權(quán)李光(14)

灌流腎臟的生理功能動態(tài)變化殷勝勇葛霽光郭淼(18)

灌流過程中胞內(nèi)Ca^2＋動態(tài)變化研究郭淼葛霽光(22)

物質(zhì)經(jīng)角質(zhì)層轉(zhuǎn)運的唯象分析包家立葛霽光王紅(26)

基于模型的乳腺X線圖像胸肌分割算法研究徐偉棟嚴(yán)勇夏順仁(29)

5公斤以下嬰兒先天性心臟病體外循環(huán)的探討胡建玲楊秀月林茹朱雄凱舒強(43)

人工晶狀體調(diào)制傳遞函數(shù)研究金成鵬劉曉玲王小娟陶育華周傳清(36)

國產(chǎn)久靈全熱解碳雙葉瓣膜跨瓣壓差的研究徐嗣衛(wèi)陳如坤陳芳董愛強(39)

檢驗醫(yī)學(xué)

浙江省350所醫(yī)院檢驗科出、凝血檢測概況和存在問題及對策張偉民王伯昌(47)

測定腎小球濾過率的靈敏指標(biāo)：ChstatinC李清華(49)

綜述

血清膽紅素濃度與冠心病關(guān)系的研究進展陳清江施步程程心培(53)

對確定我國電磁場暴露限值依據(jù)的探討許正平姜槐(56)

講座

遙測心電圖和電話心電圖的臨床醫(yī)學(xué)與工程 應(yīng)用

浙江省衛(wèi)生信息化建設(shè)簡介葛忠良(3)

韓國推行PACS系統(tǒng)的現(xiàn)狀與經(jīng)驗KimJongHyo(7)

北京大學(xué)人民醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理整體解決方案研究何雨生(8)

信息整合與信息孤島姚志洪(10)

福州總醫(yī)院數(shù)字化建設(shè)的經(jīng)驗與體會陳金雄劉雄飛王慶森(14)

馬來西亞醫(yī)院信息化介紹及數(shù)據(jù)倉庫黃來恩BrianBong(18)

遠程醫(yī)學(xué)的發(fā)展應(yīng)用和展望蔣金根(24)

數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)中信息交換的標(biāo)準(zhǔn)問題徐廬生(32)

PACS的科學(xué)評估宋健寧(37)

PACS及支撐硬件評估葉志前(42)

數(shù)字化放射科成本／效益分析——三年數(shù)字化運行和管理結(jié)果繆競陶(48)

PACS項目評估標(biāo)準(zhǔn)敬晏郝富德(51)

醫(yī)學(xué)信息學(xué)—本體與解決問題方法—知識整合論包含飛(56)

醫(yī)學(xué)圖像分析羅永剛宋余慶(62)

臨床實驗室信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)楊大千徐根云朱陽軍(70)

醫(yī)院綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)周慶利(74)

PACS建設(shè)的應(yīng)用體會林海濤(78)

我院RIS／PACS系統(tǒng)建設(shè)體會王晉宏陳再智(79)

數(shù)字化醫(yī)院中的PACS系統(tǒng)定位鮑旭東董明(81)

杭州市SARS疫情監(jiān)測報告與控制指揮系統(tǒng)的研發(fā)唐建華項海青孫煒陳衛(wèi)永(87)

廠商論文及介紹

PACS構(gòu)成與應(yīng)用(90)

PACS就緒網(wǎng)絡(luò)先行(96)

數(shù)據(jù)安全（備份）重要性(101)

數(shù)字化醫(yī)院存儲子系統(tǒng)的建設(shè)(102)

PACS建設(shè)中的存儲技術(shù)(106)

醫(yī)學(xué)與工程 MRO軟件公司(110)

美國StorageTek公司(111)

中程科技醫(yī)療信息系統(tǒng)產(chǎn)品簡介(112)

儀器用多微處理器系統(tǒng)信息交換機制的設(shè)計與實現(xiàn)劉峰吳越等(3)

基于COTS的分布式儀用監(jiān)控系統(tǒng)劉峰葛霽光(7)

心電監(jiān)護分析軟件設(shè)計徐旋唐斌等(11)

一個生物醫(yī)學(xué)信號的無損壓縮算法楊勝天童勤業(yè)(16)

離體腎臟灌流液成分研究殷勝勇葛霽光等(19)

線粒體Ca^2＋超載在離體腎臟保存中的作用機制研究郭淼葛霽光等(23)

心率變異性慢性實驗研究徐征葛霽光(26)

麻醉期心率變異性的復(fù)雜度分析劉曉芳周海燕等(29)

FCM算法在腦腫瘤MRI圖像分割中的應(yīng)用劉建武葉志前等(33)

化合物構(gòu)效關(guān)系的模糊極小極大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別研究李永武葉志前等(36)

胰島素磁性微囊體外釋放規(guī)律的研究吳阿富沈繼峰(40)

中樞組胺對學(xué)習(xí)記憶的作用黃育文余建等(44)

血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）治療冠心病的現(xiàn)狀陸傳新趙峰(47)

調(diào)脂治療對冠心病的療效與意義黃元偉(52)

永久性心臟起搏引起上腔靜脈綜合征的發(fā)病原因及治療進展周建光黃亞莉等(55)

高壓氧治療作用下機體的氧化適應(yīng)周建光劉長云等(58)

新生兒機械通過的技術(shù)探討沈云明沈云明(60)

定量藥理學(xué)的劑量級序和片劑含量改革石之琳(62)HttP://

多參數(shù)醫(yī)療儀器仲裁器設(shè)計吳越劉謀用等(3)

CT檢查的窗寬窗位設(shè)置田培林(6)

常溫電化學(xué)式氧傳感器的研究葉學(xué)松沈義民(11)

醫(yī)用生化儀器串口通訊系統(tǒng)的設(shè)計陳如漢馬煒斌等(14)

γ干擾素基因修飾疫苗的抗腫瘤作用劉祥麟胡偉恩等(17)

胃癌微血管密度與增殖細胞核抗原的相關(guān)性研究王曉熙王英等(21)

辛伐他汀與脂必妥對老年人高脂血癥的療效比較黃亞莉王毛山等(24)

基因組生物信息學(xué)與中國的發(fā)展戰(zhàn)略包這立醫(yī)學(xué)與工程 葛霽光(28)

人工血管基因工程改造研究的進展鄭毅雄陳力(33)

基因芯片在感染性疾病中的應(yīng)用朱海紅(38)

基因芯片在腫瘤研究中的應(yīng)用許沈華(40)

磁共振腦功能成像的臨床應(yīng)用鄒煜(43)

腦磁圖的研究動態(tài)何文焱徐磊等(47)

多普勒組織聲像圖的新進展鄭哲嵐(49)

ECG—6511心電圖機走紙電路與檢修程序付欹(52)

醫(yī)院檢驗科質(zhì)量考核分析與整改張偉民(54)

計數(shù)資料的2×C表線性回歸及其顯著性檢驗張國祥成軍(56)

嗜血桿菌對15種常用抗生素藥敏結(jié)果分析程剛沈良明等(60)

柱凝集技術(shù)在交叉配血試驗中的比較李育(62)

糖試劑盒在自動生化分析儀上使用比較胡守岳莊起駿等(64)

傳染性海綿狀腦病忻亞娟毛子安(3)

操作系統(tǒng)研制中虛擬硬件的實現(xiàn)劉謀用葛霽光(6)

經(jīng)皮給藥電穿孔技術(shù)的研究包家立胡巧紅(11)

MEFV曲線形態(tài)參數(shù)測定曾碧新陳式蘇(15)

37例前列腺癌的超聲診斷效果分析戴元穎(17)

化合物致癌模糊極小極大神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別研究李永武陸金芳(19)

冷凍治療探桿的高真空絕熱毛欣欣章忠敏(22)

NSJ—1尿失禁治療儀研制王越黃鋼妹(25)

兔子呼吸急促后呼吸肌電信號變異特征的小波變換分析沈宏龍勝春(28)

經(jīng)皮神經(jīng)電刺激研究王永國莊傳健(31)

根據(jù)分子遺傳學(xué)發(fā)病機制治療QT延長綜合征（附一例報告）林曉耘蔣逸風(fēng)(33)

麻醉機潮氣量補償原理分析及對嬰兒手術(shù)的影響鄭黃煌(36)

設(shè)備綜合管理信息系統(tǒng)的研究與開發(fā)王燮臣祁建偉(38)

醫(yī)學(xué)與工程 CT應(yīng)用質(zhì)量管理和質(zhì)量控制吳伯卿(41)

醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像及其通信的標(biāo)準(zhǔn)祁建偉(44)

醫(yī)院信息管理系統(tǒng)開發(fā)模式虞崢嶸(47)

醫(yī)院的醫(yī)療衛(wèi)生計量管理羅安東(49)

雙極起搏鋼絲的臨床應(yīng)用前景程心培蔣逸風(fēng)(51)

血糖自我監(jiān)測與實用血糖計顧維正(52)

寬譜雙能X線數(shù)字減影技術(shù)應(yīng)磊胡紅杰(55)

藥物電穿孔與離子導(dǎo)入療法徐昕洪修鄂(58)

第8篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

【摘要】 【目的】克隆陽春砂萜類生物合成途徑的上游關(guān)鍵酶——1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶(1deoxydxylulose5phosphate reductoisomerase, dxr)(ec:111267)的編碼基因;分析基因的功能及其在陽春砂不同組織中的表達。【方法】通過基于逆轉(zhuǎn)錄—聚合酶鏈反應(yīng)(rtpcr)的方法從陽春砂葉片中獲得編碼dxr的cdna全長序列,克隆基因編碼區(qū);用生物信息學(xué)的方法對其編碼蛋白進行相似性檢索和功能分析;用半定量rtpcr法比較基因在陽春砂不同組織中的表達差異?！窘Y(jié)果】獲得了全長1 749 bp的編碼陽春砂dxr的cdna序列,命名為avdxr1(genbank登記號：fj459894)。avdxr1編碼的蛋白與其他植物來源的dxr有很高相似性,含有煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nadph)結(jié)合基序和dxr活性位點基序,n端有葉綠體靶向轉(zhuǎn)運肽。保守功能結(jié)構(gòu)域的分析結(jié)果表明avdxr1屬于1去氧d木酮糖5磷酸還原酶家族。avdxr1在包括莖、根、果皮和種子團的廣泛組織中表達,且在這些組織中的表達量均高于在葉片中的表達。WwW.lw881.com【結(jié)論】avdxr1基因是陽春砂dxr的編碼基因,該基因在陽春砂的葉、莖、根、果皮和種子團中廣泛表達。

【關(guān)鍵詞】 陽春砂/生長和發(fā)育;萜類化合物;基因克隆;基因表達

砂仁化濕行氣的主要藥效物質(zhì)為揮發(fā)油,其主要成分為萜類化合物[1-3]。紫杉醇、青蒿素等藥效確切的萜類化合物的研究及其臨床應(yīng)用使萜類化合物成為藥用植物次生代謝研究領(lǐng)域的熱點之一,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,萜類化合物生物合成途徑相關(guān)酶類的編碼基因也不斷被克隆和研究[4-6]。

植物萜類化合物生物合成的上游途徑已基本清楚,甲羥戊酸途徑(mevalonate pathway,簡稱mva途徑)和丙酮酸/磷酸甘油醛途徑(pyruvate/glyceraldehyde3phosphate pathway,簡稱dxp途徑)是萜類化合物生物合成的2條途徑,mva途徑在細胞質(zhì)中進行,而dxp途徑發(fā)生在質(zhì)體中[7-10]。1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶(1deoxydxylulose5phosphate reductoisomerase, dxr)(ec:111267)是dxp途徑的關(guān)鍵酶[10]。dxr基因已經(jīng)從薄荷mentha x piperita[11]、玉米zea mays[12]、銀杏ginkgo biloba[13]、喜樹camptotheca acuminata[14]和丹參salvia miltiorrhiza[15]等植物中克隆得到。為了保護陽春砂的基因資源,進一步探明陽春砂藥效物質(zhì)萜類成分生物合成的調(diào)控機制,本研究采用簡并引物逆轉(zhuǎn)錄—聚合酶鏈反應(yīng)(rtpcr)結(jié)合cdna末端快速擴增(race)的方法,從陽春砂葉片中克隆編碼dxr的基因,通過生物信息學(xué)分析鑒定所獲基因,采用半定量rtpcr法分析基因在不同組織中的表達差異,現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1材料與方法

11植物材料用于基因克隆的陽春砂引種自廣東陽春市砂仁試驗示范場,栽種于廣州中醫(yī)藥大學(xué)大學(xué)城校區(qū)藥王山。用于基因表達分析的陽春砂幼苗培養(yǎng)方法：取陽春砂種子用細砂搓去假種皮,浸種24 h后播種于盛有營養(yǎng)土與粗砂(比例為3∶1)為基質(zhì)的育苗盆中室溫光照培養(yǎng),待幼苗長出2～4片真葉后間苗,每盆(直徑12 cm)留取生長一致的苗2～3株,待苗齡約6個月(長出7～9片真葉)時取第1位完全展開葉、莖和根用于基因表達分析。陽春砂成熟果實取自陽春春灣,液氮速凍后-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

2010年第27卷廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報楊錦芬，等.陽春砂1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶基因的克隆及表達分析第5期12主要試劑植物rna提取試劑盒(北京普利萊基因技術(shù)公司)，primescript rtpcr kit、1st strand cdna synthesis kit、ex taq dna聚合酶、la taq dna聚合酶、克隆載體pmd18t(寶生物工程大連有限公司)，柱式植物rnaout試劑盒(北京天澤基因公司)，克隆載體pgemt(美國promega公司)，smart race kit(美國clontech公司)，大腸桿菌ecoli菌株dh5α(本實驗室保存)，taq dna聚合酶、dna回收試劑盒(北京賽百盛生物工程公司)。引物由上海生工生物工程公司合成，測序由上海生工生物工程公司和上海英濰捷基(invitrogen)公司完成。

13目的基因核心片段的擴增

131簡并引物設(shè)計在genbank上檢索來源于單子葉植物的dxr序列,獲得水稻、玉米、大麥和油棕的dxr序列(登記號分別為af367205、aj297566、aj583446和ay583784)。采用omiga 20軟件對上述序列進行比對,根據(jù)其高度同源區(qū)域設(shè)計2對用于嵌套pcr的簡并引物ad1、ad3和ad2、ad4,引物序列見表1。

132總rna的提取取01 g新鮮葉片,用植物rna提取試劑盒,參照說明書的方法提取總rna。用10 g/l瓊脂糖凝膠電泳檢查rna的完整性,用dna/rna calculator(biorad)測定d260與d280,確定總rna的濃度與純度。

133rtpcr方法取總rna 2 μg,采用prime script rtpcr kit,參照說明書的方法,以oligo(dt)為引物進行反轉(zhuǎn)錄。下一步以反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板,以ad1、ad3為引物進行1stpcr。反應(yīng)體系(20 μl)：5 u/μl ex taq酶 01 μl、10倍pcr buffer 2 μl、10 mmol/l 脫氧核苷酸三磷酸(dntp)2 μl、10 μmol/l上游引物 075 μl、10 μmol/l下游引物075 μl、反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 15 μl、滅菌超純水13 μl。pcr反應(yīng)程序：94℃變性3 min;94℃變性05 min,57℃退火05 min,72℃延伸1 min,37個循環(huán);72℃延伸5 min。以引物ad2、ad4進行2nd pcr,模板取1st pcr產(chǎn)物1 μl,退火溫度為53℃,其他與1st pcr相同。pcr產(chǎn)物以10 g/l瓊脂糖凝膠電泳檢測,確認(rèn)特異條帶后,按比例擴大體積至100 μl進行pcr。用dna回收試劑盒,參照說明書的方法回收pcr產(chǎn)物,用相應(yīng)的簡并引物進行測序。

134核心片段的確認(rèn)登陸ncbi.nlm.nih.gov/blast/,在genbank中用測序所獲序列進行blastn(nucleotide blast)檢索,檢驗所獲片段與已知的其他植物dxr序列的相似性。

14目的基因cdna全長的獲得和編碼蛋白分析

141race引物的設(shè)計用于3race的反轉(zhuǎn)錄引物r3以及用于1st pcr和2nd pcr的下游引物r3p1、r3p2見表1。根據(jù)134項獲得的核心片段序列和race試劑盒的引物設(shè)計要求,設(shè)計相應(yīng)的3race上游引物ad31、ad32和5race下游引物ad51、ad52(見表1)。

1423race以總rna為模板、r3為引物進行反轉(zhuǎn)錄,再以r3p1、r3p2為下游引物,分別與目的基因的特異引物ad31、ad32配對,參照133項下的pcr反應(yīng)體系及程序,調(diào)整相應(yīng)的退火溫度和延伸時間進行嵌套pcr。回收pcr目的片段,連接至pmd18t載體,熱擊法[16]轉(zhuǎn)化e.coli dh5α,以pcr檢測呈陽性的菌落用載體通用引物測序。

1435race采用smart race kit,參照說明書的方法進行反轉(zhuǎn)錄,再以試劑盒中的upm和nup為上游引物,分別與目的基因的特異引物ad51、ad52配對,進行嵌套pcr?；厥誴cr目的片段,克隆至pgemt載體,用載體通用引物測序。

144cdna全序列的拼接采用omiga 20軟件,對3race和5race的測序結(jié)果進行分析,去除載體序列,用genbank的“blast 2 sequences”功能,將3、5端序列分別與134項獲得的核心序列進行比對和拼接,獲得cdna全長,再用omiga 20軟件分析其開放閱讀框架(orf),翻譯成氨基酸序列。用genbank的blastp程序?qū)λ@氨基酸序列進行同源檢索,初步確認(rèn)獲得的翻譯蛋白是否為dxr的同源蛋白及其完整性。

145編碼區(qū)的克隆根據(jù)獲得的cdna全序列中編碼區(qū)的兩側(cè)序列設(shè)計引物ado1和ado2(表1),以133 項獲得的反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板,用la taq酶進行pcr,擴增編碼區(qū)全長。將目的片段克隆至pgemt載體,選2個以上陽性克隆測序。測序后發(fā)現(xiàn)編碼區(qū)不完整,將測序獲得的序列與拼接獲得的cdna全長進行比對,發(fā)現(xiàn)3端有較大差異,根據(jù)差異序列設(shè)計引物ad33(表1),再次進行3race。用此次3race所獲序列進行cdna全長的第2次拼接,據(jù)此設(shè)計克隆編碼區(qū)的下游引物ado3(表1),與ado1配對,再次擴增編碼區(qū),克隆至pgemt載體,選2個以上陽性克隆測序,再次檢驗編碼區(qū)的完整性。表1陽春砂avdxr1克隆所用引物

146基因編碼蛋白分析及序列提交用dnastar 50軟件分析目的基因編碼蛋白的分子量、等電點等理化性質(zhì)。登陸hc.ims.utokyo.ac.jp/ipsort/,進行亞細胞定位預(yù)測。利用genbank的blastp程序?qū)Π被嵝蛄羞M行同源檢索。用dnaman 50軟件進行氨基酸序列的多重比對以及系統(tǒng)發(fā)育樹的繪制。登陸ncbi.nlm.nih.gov/structure/cdd/cdd.shtml,利用保守功能域數(shù)據(jù)庫(conserved domain database,cdd)進行蛋白保守功能域的在線預(yù)測[17]。登陸ncbi.nlm.nih.gov/bankit/,向genbank提交avdxr1的基因序列及其編碼的氨基酸序列。

15基因表達分析

151rna提取葉片、根、莖的總rna提取按照132項下方法進行。果皮和種子團總rna的提取用柱式植物rnaout,參照說明書的方法進行。

152反轉(zhuǎn)錄采用1st strand cdna synthesis kit,參照說明書方法進行。

153半定量pcr根據(jù)芭蕉和三七的18s rrna基因序列(ef376005和d85171)的比對結(jié)果,設(shè)計引物18sf、18sr(表2),擴增半定量rtpcr體系的內(nèi)參照18s rrna。設(shè)計引物adr1、adr2(表2),擴增目的基因片段(約450 bp)。以反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板進行半定量pcr。反應(yīng)體系(20 μl)：10倍pcr buffer 2 μl、dye(pcr染料)2 μl,10 mmol/l dntp 15 μl、10 μmol/l上游引物 05 μl、10 μmol/l下游引物 05 μl、5 u/μl taq dna聚合酶 02 μl,根據(jù)18s rrna的擴增結(jié)果調(diào)整相應(yīng)模板的用量,滅菌超純水補足體積。pcr反應(yīng)程序：94℃變性2 min;94℃變性05 min,55℃退火05 min,72℃延伸1 min,29個循環(huán)(18s rrna)或32個循環(huán)(avdxr1)。每個反應(yīng)取5 μl pcr產(chǎn)物以12 g/l的瓊脂糖凝膠電泳比較產(chǎn)物亮度。每個反應(yīng)重復(fù)3次以上。表2avdxr1半定量rtpcr所用引物

2結(jié)果

21rna提取結(jié)果從陽春砂嫩葉中提取總rna,電泳結(jié)果如圖1所示,28 s和18 s rrna條帶清晰,無dna污染,rna濃度約為1 μg/μl。

amomum villosum leaves22avdxr1核心片段的擴增及3race、5race結(jié)果如圖2所示,1st pcr和2nd pcr的結(jié)果均獲得約450 bp的目的片段。2nd pcr回收產(chǎn)物的測序結(jié)果獲得444 bp的序列,blastn結(jié)果顯示該序列與其他植物來源的dxr序列有較高相似性(81%～86%)。

通過3race獲得約700 bp的片段(圖3-a)。測序得到以polya結(jié)尾的710 bp的序列,blastn結(jié)果顯示該序列與其他植物來源的dxr序列3端有較高相似性(69%～78%)。

通過5race獲得約800 bp的片段(圖3-b)。測序得到822 bp的序列,blastn結(jié)果顯示該序列與其他植物來源的dxr序列5’端有較高相似性(74%～80%)。

23avdxr1全長cdna的拼接及其編碼區(qū)的克隆將克隆獲得的5端822 bp、核心片段444 bp與3端710 bp的序列進行拼接,獲得了1 722 bp的序列,命名為avdxr1722,該序列包含1 419 bp的orf。擴增編碼區(qū)(圖3-c),測序獲得1 444 bp的序列,命名為ado1444。ado1444的最大orf全長僅1 221 bp,推測ado1444的編碼區(qū)未完整。將ado1444與avdxr1722進行比對,結(jié)果顯示兩者的序列差異主要在3端。根據(jù)3端差異序列設(shè)計引物ad33,再次擴增avdxr基因的3端(圖4-a),測序得到以polya結(jié)尾的581 bp的序列,命名為avdxr3581。

將5端序列(822 bp)、ado1444與avdxr3581進行拼接,獲得1 749 bp的序列,命名為avdxr11749。對avdxr11749的編碼區(qū)進行擴增(圖4-b),測序獲得1 452 bp的插入序列,最大orf的分析結(jié)果表明該序列包含了完整的1 416 bp的orf。將此序列與avdxr11749進行比對,兩者的重合序列完全一致,驗證了第2次拼接獲得的cdna序列的正確性。

avdxr11749包含5端167 bp的非編碼區(qū)、1 416 bp的orf和3’端166 bp的非編碼區(qū),最后以polya結(jié)尾,編碼472個氨基酸。avdxr1編碼的蛋白分子量為5141 kd,等電點為644。avdxr1蛋白的亞細胞定位預(yù)測結(jié)果顯示其n端有葉綠體轉(zhuǎn)運肽。向genbank提交陽春砂avdxr1序列及其編碼的氨基酸序列,獲得序列登記號fj459894。

24avdxr1與其他植物dxr蛋白的同源性及系統(tǒng)進化關(guān)系blastp檢索結(jié)果表明,陽春砂avdxr1與來源于其他植物的dxr蛋白有較高同源性。表3列出了avdxr1與其他11個植物dxr蛋白的比對結(jié)果,序列相似性達到85%～91%,序列長度也相近。表3avdxr1與其他11個植物dxr蛋白相似性比較

table 3alignments of amino sequence of avdxr1 with dxrs from other 11 plant species

dxr來源科屬登記號序列長度/aa序列相似性/%玉米z.mays禾本科,玉米屬acg3301247291水稻o.sativa禾本科,稻屬bab7860647392近琴巴豆c.stellatopilosus大戟科,巴豆屬abo3817746789大麥h.vulgare禾本科,大麥屬cae4743848488橡膠樹h.brasiliensis大戟科,橡膠樹屬abd9270247189番茄s.lycopersicum茄科,番茄屬aak9606347589胡黃連p.kurrooa玄參科,胡黃連屬abc7456647587煙草n.tabacum茄科,煙草屬abh0896447389葛藤p.montana豆科,葛屬aaq8416846584紅豆杉t.media紅豆杉科,紅豆杉屬aau8783647787銀杏g.biloba銀杏科,銀杏屬aar9570047785

avdxr1與其他11個植物dxr的系統(tǒng)進化關(guān)系分析結(jié)果如圖5所示,12種dxr的分子進化關(guān)系與其來源植物的親緣關(guān)系基本一致,avdxr1與同為單子葉植物來源的玉米、大麥、水稻的dxr有更近的親緣關(guān)系。

avdxr1與3個單子葉植物玉米、大麥和水稻的dxr多重比對結(jié)果(圖6，彩圖見第558頁)顯示,它們在第46位氨基酸以后的區(qū)域均有較高的連續(xù)相似性,在它們的n端含有2個高度保守的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nadph)結(jié)合基序,中部含有2個dxr活性位點基序。

25avdxr1功能預(yù)測cdd是genbank數(shù)據(jù)庫的一部分,通過cdd搜索便可以利用該數(shù)據(jù)庫對目的蛋白進行保守功能域的掃描,從而進行蛋白質(zhì)功能的預(yù)測和家族聚類[17]。用avdxr1的序列進行cdd搜索,結(jié)果顯示avdxr1蛋白具有prk05447(1deoxydxylulose5phosphate reductoisome rase)功能域,屬于1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶超級家族(pfam02670：dxp_reductoisom superfamily),帶有dxr家族典型的c端功能結(jié)構(gòu)域(pfam08436∶dxp_ redisom_c superfamily)。

26avdxr1半定量rtpcr結(jié)果如圖7所示,根據(jù)半定量rtpcr的結(jié)果,avdxr1在莖、根、果皮和種子團中的表達量高于在葉片中的表達量。

3討論

dxr是萜類生物合成2條途徑之一——dxp途徑的關(guān)鍵酶。它由nadph提供還原力,將1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶(1deoxydxylulose5phosphate,dxp)轉(zhuǎn)化為2甲基赤蘚醇4磷酸(2cmethylderythritol4phosphate,mep)[18]。由于dxp也可用于硫胺和吡哆醇的生物合成,mep才是萜類合成的重要前體,因此,此步反應(yīng)是萜類生物合成dxp途徑的“碳流”分支點,也是重要的調(diào)控靶點[4]。過量表達dxr的轉(zhuǎn)基因薄荷揮發(fā)油含量比野生型提高了50%[19]。在煙草中過量表達來源于藍藻(synechosystis pcc6803)的dxr基因,提高了多種萜類物質(zhì)的含量[20]。dxr基因在通過基因工程調(diào)控萜類合成方面有良好的應(yīng)用前景。本研究應(yīng)用簡并引物rtpcr與race結(jié)合的方法,首次從陽春砂葉片中克隆了avdxr1基因,獲得全長1 749 bp 的cdna全序列及其編碼的包含472個氨基酸的蛋白質(zhì)序列。

對黃花蒿、玉米等6種植物的dxr分子結(jié)構(gòu)分析表明,不同植物dxr的功能域有著幾乎一致的氨基酸組成,具有dxr活性所必須的典型的多肽位點[21],提示來源于不同植物的dxr功能域具有較高的保守性。本研究通過cdd搜索,對克隆獲得的陽春砂avdxr1基因的編碼蛋白進行了功能預(yù)測,結(jié)果表明,avdxr1屬于1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶(dxr)家族。avdxr1蛋白n端含有的2個nadph結(jié)合基序和中部的2個dxr活性位點基序與前人對植物dxr的分子結(jié)構(gòu)分析一致[18]。從多種植物中克隆的dxr基因編碼蛋白均具有質(zhì)體轉(zhuǎn)運肽[11-14],對avdxr1蛋白的亞細胞定位預(yù)測結(jié)果顯示,在其n端也有葉綠體轉(zhuǎn)運肽,據(jù)此判斷該基因編碼的成熟蛋白定位于質(zhì)體,在質(zhì)體行使催化功能,這與dxp合成途徑的細胞定位是一致的。通過基于以上生物信息學(xué)的分析,初步證明了克隆獲得的avdxr1是陽春砂萜類生物合成途徑1去氧d木酮糖5磷酸還原異構(gòu)酶的編碼基因。

喜樹cadxr在莖部的表達量高于葉片與根部的表達量[14]。gbdxr在銀杏的多種組織,包括根、莖、葉、果皮和種子中表達,其中在葉片中表達量較低[13]。avdxr1在陽春砂不同組織中的表達分析表明,avdxr1在包括莖、根、果皮和種子團的廣泛組織中表達,且在這些組織中的表達量均高于在葉片中的表達。由于果實是陽春砂的重要藥用部位,avdxr1在果實中的表達對于陽春砂萜類生物合成的原位調(diào)控具有重要意義。

本研究克隆獲得了陽春砂avdxr1基因,為進一步分析該基因在萜類生物合成途徑中的功能打下基礎(chǔ),為將其應(yīng)用于萜類藥效成分生物合成的基因工程調(diào)控提供了依據(jù)。

(致謝：廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源科學(xué)與工程研究中心劉艷、黃瓊林、寧鑫、吳睿等研究生參與了植物培養(yǎng)、果實取樣的工作,廣東陽春市砂仁試驗示范場蘇景場長提供了陽春砂種苗,特此致謝!)

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第9篇：生物信息學(xué)的研究進展范文

藥物承擔(dān)著防治疾病、提高人們健康水平的作用,同時,醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)也已成為社會經(jīng)濟建設(shè)不可或缺的部分。傳統(tǒng)藥物的發(fā)現(xiàn)主要集中于單一靶點的高特異性抑制劑。然而,通過大規(guī)模功能基因組研究證實,只有不到10%的單基因敲除具有治療價值[1],而且,單一分子靶點的高特異性藥物對復(fù)雜疾病通常難以獲得良效,傳統(tǒng)新藥研發(fā)遵循的“單基因-單靶點-單疾病”的線性模式遇到巨大瓶頸及嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。資料顯示,美國食品藥品管理局(fda)2010年僅有21種新藥通過評審,歐洲藥品管理局(ema)也僅批準(zhǔn)了14個新藥[2]。新藥在ⅱ期和ⅲ期臨床試驗中因缺乏有效性和出現(xiàn)非預(yù)期的毒性所導(dǎo)致的新藥失敗率高達30%[3],使整個制藥業(yè)在持續(xù)繁榮后陷入困境。中醫(yī)藥在診斷上注重整體的和功能的動態(tài)變化,治療上強調(diào)辨證論治,通過中藥等在整體水平上的調(diào)節(jié),治療局部性病變和恢復(fù)整體功能平衡,獲得治療效果[4]。因此,藥物的研發(fā)和機制研究亟需借鑒中醫(yī)藥的診療思路,從整體出發(fā),“多基因-多靶點-復(fù)雜疾病”模式著眼,尋求新的研究途徑。1 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的概念

隨著組學(xué)技術(shù)的發(fā)展完善,系統(tǒng)生物學(xué)[5]及多向藥理學(xué)[6]已廣泛應(yīng)用于多種疾病及藥理、毒理等研究。2007年,hopkins[7-8]率先提出并系統(tǒng)地闡述了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)(network pharmacology)的概念,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是基于系統(tǒng)生物學(xué)的理論,對生物系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析,選取特定信號節(jié)點進行多靶點藥物本文由收集整理分基金項目：國家自然科學(xué)基金面上項目(81073134)；國家中醫(yī)藥管理局重點學(xué)科項目(國中醫(yī)藥〔2012〕62號)；上海市教委重點學(xué)科項目(j50301)；上海市科委項目(12401900401)通訊作者：蘇式兵,e-mail：shibingsu07@163.com子設(shè)計的新學(xué)科,是建立在高通量組學(xué)數(shù)據(jù)分析、計算機虛擬計算及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫檢索基礎(chǔ)上的生物信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析策略和技術(shù)基礎(chǔ)上的科學(xué)思想和研究策略。與傳統(tǒng)藥理學(xué)的最大區(qū)別在于,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)是從系統(tǒng)生物學(xué)和生物網(wǎng)絡(luò)平衡的角度闡釋疾病的發(fā)生發(fā)展過程、從改善或恢復(fù)生物網(wǎng)絡(luò)平衡的整體觀角度認(rèn)識藥物與機體的相互作用并指導(dǎo)新藥發(fā)現(xiàn),強調(diào)對信號通路的多途徑調(diào)節(jié),提高藥物的治療效果,降低毒副作用[9]。

多數(shù)情況下,疾病發(fā)生的分子機制是細胞內(nèi)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的異常所致,復(fù)雜性疾病是由多基因、多功能蛋白相互作用紊亂而形成的疾病網(wǎng)絡(luò)[10]。新藥研發(fā)的策略應(yīng)是發(fā)現(xiàn)如何干預(yù)疾病的病理網(wǎng)絡(luò),需要對多種基因及其調(diào)節(jié)蛋白的干擾才能影響疾病網(wǎng)絡(luò)[11]。研究發(fā)現(xiàn),在腫瘤、精神疾病和抗感染等治療過程中,具有多靶點藥理作用的藥物比單靶點藥物具有更好的療效[12]。2 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究思路

目前,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究思路通?？煞譃閮深悾阂皇歉鶕?jù)公共數(shù)據(jù)庫和公開發(fā)表的已有數(shù)據(jù),建立特定藥物作用機制網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,預(yù)測藥物作用靶點,并從生物網(wǎng)絡(luò)平衡的角度解析藥物作用機制。如gu j等[13]運用虛擬篩選和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)對大黃二蒽酮a、大黃二蒽酮c、番瀉苷c等幾種從未報道過具有抗2型糖尿病作用的成分進行預(yù)測并獲得成功,yan j等[14]也成功利用該技術(shù)對麻黃湯新藥理作用進行了預(yù)測。二是利用各種組學(xué)技術(shù)以及高內(nèi)涵和高通量技術(shù),采用生物信息學(xué)的手段分析和構(gòu)建藥物-靶點-疾病網(wǎng)絡(luò),建立預(yù)測模型,進而解析所研究藥物的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)機制。如運用網(wǎng)絡(luò)靶標(biāo)預(yù)測中藥方劑六味地黃丸適于治療的疾病和機制[15],以及對復(fù)方丹參方的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究[16]。3 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的研究技術(shù)3.1 數(shù)據(jù)的獲取和驗證

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中與實驗相關(guān)的環(huán)節(jié)有兩個[17]：一是基于實驗結(jié)果構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)所需基本數(shù)據(jù)的獲取,二是對所建立的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型進行實驗驗證,這兩個環(huán)節(jié)涉及的技術(shù)均應(yīng)具有高通量、可定量、靈敏、快速、簡便、可靠地獲取大量數(shù)據(jù)的特點。目前,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究所涉及的相關(guān)技術(shù)除了組學(xué)(基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組和元基因組等)技術(shù)外,主要包括高通量和高內(nèi)涵技術(shù)、雙高通量基因表達檢測技術(shù)和分子相互作用技術(shù)。3.1.1 高通量/高內(nèi)涵技術(shù) 該技術(shù)是指在保持細胞、組織或整體動物結(jié)構(gòu)和功能完整性的前提下,一次性檢測成百上千個處理且同時檢測被篩樣品對活細胞、組織或整體動物多個表型的作用,具有均質(zhì)、多維表型檢測、實時動態(tài)監(jiān)測和可視化的特點。3.1.2 雙高通量基因表達檢測技術(shù) 該技術(shù)是指應(yīng)用具有檢測樣品高通量、檢測目標(biāo)基因高通量的雙高通量技術(shù),具有對所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)模型進行驗證的作用。fakhari等[18]在2002年提出的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(pcr)芯片技術(shù),具有操作流程簡單、定量結(jié)果無需后期驗證、特異性強、靈敏度高及重復(fù)性好等特點。3.1.3 分子相互作用技術(shù) 該技術(shù)是指從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)角度揭示藥物作用原理,或?qū)λ鶚?gòu)建的藥物作用網(wǎng)絡(luò)或預(yù)測模型進行驗證,用來揭示藥物分子與機體生物大分子之間的相互作用關(guān)系。主要包括3種技術(shù)：基于表面等離子共振的檢測技術(shù)[19]、基于生物膜層干涉的檢測技術(shù)[20]、納米液相層析-質(zhì)譜分析技術(shù)[21]。這3種技術(shù)均具有高通量、高精度、無標(biāo)記且實時檢測的特點。3.2 網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)

該技術(shù)是指應(yīng)用可視化工具,將聯(lián)系表反映成一張相互聯(lián)系的可視網(wǎng)絡(luò)的過程[22]。一般分為2個階段：①豐富網(wǎng)絡(luò)屬性,通過增添網(wǎng)絡(luò)本身、節(jié)點及連接的屬性,使節(jié)點聯(lián)系表擴展為包含豐富信息的網(wǎng)絡(luò)；②網(wǎng)絡(luò)描述,通過豐富的特征描

述手段,使網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)更加直觀。目前,大部分網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究中的可視化可以通過cytoscape[23]、guess[24]、pajek[25]等專業(yè)工具來實現(xiàn)。3.3 網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)

該技術(shù)是指采用相應(yīng)技術(shù)對構(gòu)建得到的網(wǎng)絡(luò)進行分析,從中提取出有用信息。主要分為3類：①網(wǎng)絡(luò)拓撲學(xué)信息計算,可以得到網(wǎng)絡(luò)本身的統(tǒng)計屬性,反映網(wǎng)絡(luò)中的隱藏信息[26]；②隨機網(wǎng)絡(luò)生成和比較,用來對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行可靠性驗證[27]；③網(wǎng)絡(luò)分層和聚類,簡化網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度的重要算法,也是尋找網(wǎng)絡(luò)潛在信息的方法[28]。4 網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在中藥研究中的應(yīng)用