生物信息学中的马尔可夫模型

随着人类基因组研究的不断发展,在世界各个（Genbank,SwissPort等）数据库中积累了大量蛋白质、核酸序列数据,如何分析和处理这些数据以获得更多的信息成为科学家们关心的核心问题,并由此产生了生物信息学。文章介绍了在生物信息学研究中常见的几种用于数据库搜索、序列比较、建立蛋白质模型、发现新基因等研究的马尔可夫模型。     

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生物学与信息科学是当今世界上发展最迅速、影响最大的两门学科。而这两门学科的交叉融合形成了广义的生物信息学，它以崭新的理念吸引着科学家的注意。生物信息学研究生物信息的采集、处理、存储、传布、分析和解释等各个方面，它通过综合数学、计算机科学与工程和生物学的工具与技术，揭示大量而复杂的生物数据所富含的生物学奥秘。     

俄罗斯基因学的研究方向

俄罗斯“人体基因组"计划负责人、俄科学院院士基谢廖夫日前说，俄罗斯基因学的研究目前正沿着三个方向进行--基因医学研究、基因功能解析和生物信息学研究。 在基础性基因医学领域，俄专家正致力于确定各种遗传疾病与基因的关系，寻找致病基因。与此同时，俄在着力开发基因疗法和基因制药技术。目前，俄专家已能够通过基因移植的方法，使血友病病人恢复正常的凝血机制，使关节炎患者的关节囊中自行制造抵御病原体的蛋白质抗体。此外，俄正在进一步研究如何利用转基因绵羊生产天然凝乳酶，以制造红血球生长素和胰岛素。今后，利用基因免疫疗法治疗癌症将成为俄基因医学的研究重点。 在基因功能解析领域，俄罗斯专家认为，很多人类基因并不参与制造蛋白质，却能积极参与神经系统、免疫系统的形成，它们的生成物还能调整基因组的工作状态。目前，俄专家对这些基因的功能还知之甚少。今后，基因专家将与生物学和应用医学专家共同开展这方面的研究。 在生物信息学领域，俄专家正在进行生物芯片实验，以期将来用这种载体采集和储备生物信息。此外，俄专家还在尝试运用数学方法研究基因中存储的信息。为此，俄已制定了专门计划，并吸引了国外科研机构的参加。 基谢廖夫透露，俄罗斯“人体基因组"计划得到了莫斯科、圣彼得堡、叶卡捷琳堡等地科研机构的支持，目前共有400多位专家在对相关课题进行研究，俄基因学总体水平“并不落后"。     

面向非生物学专业的CRISPR/Cas9基因编辑实验教学的设计与实践

文章以CRISPR/Cas9基因编辑技术为基础,设计了面向非生物专业学生的“利用基因编辑技术建立靶基因敲除细胞系”实验课程。实验包括验证性和探索性内容,整合了生物信息学、分子生物学、细胞生物学、基因工程等多学科知识点,有利于加强学生对相关生命科学知识的理解,有利于提高学生综合实验设计能力和培养创新精神。     

基因调控网络数据分析方法研究

DNA微阵列技术获得了大量的基因表达数据，为基因调控网络的研究提供了技术支持，基因表达数据分析成为目前生物信息学研究的热点和重点。利用教学模型和人工智能技术，研究分析基因表达数据之间的关系，构建合适的基因调控网络模型来模拟生物系统的行为，从中发现生物学规律，进而认识生命现象的本质，成为了生物信息学研究的重要内容。本文介绍了基因调控网络构建中常用的基因表达数据分析方法以及最新的研究进展。     

生物信息学的现状与前景

生物信息学是生物科学中的一门新兴的交叉学科，它运用现代信息技术．在对DNA测序、功能基因组等大量的数据进行分析的基础上．进行蛋白质结构的模拟与顶测．并用于药物设计．将对生命科学的发展起巨大的推动作用.     

超越基因组:蛋白质组计划

在解码人类所有DNA后，将是对基因功能及其所编码蛋白质的研究。蛋白质组学将具有重要的作用。　　自今年6月26日人类基因组计划的工作草图公布以来，广播、电视和报纸等多种媒体对此作了大量报道，一时间“基因”在不同的国家和地区广为人知。由于人类基因组计划所研究的主要内容是基因的序列，而基因研究的终极目标并不在于此，而是由基因编码的蛋白质。随之而产生了一种新产业——“蛋白质组学”。它是对蛋白质进行大规模分析，这将有助于了解基因功能。　　蛋白质组学主要分为三个领域：（1）对蛋白质的大规模识别和翻译后加工修饰的…     

蛋白质组学

蛋白质是基因的表达产物 ,是生物功能的主要体现者 ,具有自身的变化规律 ,仅从基因方面研究是不能全面认识和理解生物功能的。因此 ,90年代中期产生了一门新兴学科———蛋白质组学 (Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ) ,它以蛋白质组 (Ｐｒｏｔｅｏｍｅ)为研究对象 ,在整体水平上研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律。蛋白质组是由澳大利亚学者威尔金斯 (Ｗｉｌｋｉｎｓ)和威廉姆斯 (Ｗｉｌｌｉａｍｓ)于 1994年在意大利的一次科学会议上首次提出的 ,指的是一个基因组所表达的全部蛋白质。这个新概念一提出就迅速得到生命科学界的广泛承认和高度重…     

蛋白质相互识别原理

1．科学意义 随着基因测序技术的成熟,生物学研究进入了后基因组时代,研究重点已经由基因的序列结构转向了基因功能解释和机制研究。在生物体内,基因功能的实现涉及大量的蛋白质一蛋白质相互作用过程,研究蛋白质的相互作用对于基因功能的解释有着重要的意义。“蛋白质组学”是从整体上研究细胞或组织内,特定的时间和空间内所有蛋白质的组成及其相互作用规律的学科;     

热激蛋白在作物抗逆境胁迫中的研究进展

热激蛋白是一类在生物体受到逆境胁迫后大量表达的蛋白质。其功能主要涉及蛋白质的重新折叠、稳定、组装、胞内运输和降解以及对受损蛋白质的修复等。本文综述了植物热激蛋白的诱导合成、种类和结构、胁迫条件下的生物学功能、基因表达调控方面的研究进展。     

甜土植物与盐生植物HKT1基因比较分析

利用一系列的生物信息学软件分析了GenBank上注册的三种甜土植物与四种盐生植物HKT1基因编码蛋白的氨基酸组成、等电点、结构域、特征位点、二级结构等蛋白质性质,并将三种甜土植物与四种盐生植物HKT1基因作了对比.结果表明：甜土植物与盐生植物HKT1基因的理化性质、结构特征和功能等方面有一定的差异,但差异并不明显.     

蛋白质组学研究前沿及主要技术方法

基因组中的几乎所有基因最终是通过蛋白质的表达、修饰和相互作用来实现其功能的,因此对蛋白质的分析历来是生命科学研究中很重要的内容。随着多种生物的基因组计划的实施和完成,蛋白质研究技术的发展和突破以及生物信息学的发展,人们开展了大规模的蛋白质分析,蛋白质组学随之产生。一般认为,蛋白质组学的一个很重要的内容应该是筛选出参与一个生命过程(生理过程或病理过程)的全部蛋白质种类及其后修饰和相互作用。为此,需要借助一些高通量,快速,准确,自动化程度高的技术和手段。当然,任何新技术和手段都在发展完善中,也存在一定的局限,因此…     

蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP-1B）在2型糖尿病治疗中的研究进展

PTP-1B是1988年被分离的一种蛋白质酪氨酸磷酸酶,它通过对胰岛素受体激酶活化部位(IRK)酪氨酸残基(pTyr)的去磷酸化来介导胰岛素信号.蛋白质酪氨酸磷酸化在信号转导的过程中起着关键作用,它通过在信号传导中的负调节功能导致个体胰岛素抵抗,从而发生糖脂代谢紊乱,进一步形成2型糖尿病.我国现有糖尿病患者约4000万,其中90%以上为2型糖尿病.21世纪2型糖尿病将成为中国、印度等亚太人口大国的流行病.随着对PTP-1B作用机理认识的逐渐深入,研究者发现它是2型糖尿病治疗的一个理想靶位点,为2型糖尿病发病机理和预防治疗研究提供了一条新的线索.该文综述了PTP-1B在基因结构、基因产物和生物学功能等方面的最新研究进展.     

生物信息学在中药研究中的应用

通过查阅文献,讨论近年生物信息学在中药资源研究、中药材鉴别及中药功能基因筛选方面的应用,希望生物信息学与其他学科的结合为中药的发展带来契机。     

饶子和：基础研究进展报告

清华大学结构生物学实验室目前主要以分子生物学技术、蛋白质化学技术、X－射线晶体衍射技术为主要手段，对与人类重大疾病和重要生理功能相关的蛋白质及其复合体的三维精细结构与功能的关系进行深入而系统的研究。在阐明结构与功能的基础上，利用蛋白质工程、细胞生物学或其他生物学技术, 进一步寻找具有基础理论意义或重要应用价值的突变体、复合物（体）或候选药物先导化合物，用以解释某些生物学问题或为开发人类重大疾病相关药物提供结构依据。结构生物学是清华大学“211”工程第一期重点建设的新兴学科。1996年夏天，王大中校长访问…     

应用mRNA差异显示技术筛选磁螺菌MSR-1磁小体合成相关基因

为寻找Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1中与磁小体合成相关的基因,实验利用氧气浓度对MSR-1生长的影响,应用m RNA差异显示技术筛选与磁小体合成相关的c DNA片段,经测序后获得7条差异片段序列.共得到M-1,M-2,…,M-7共7条差异片段,然后进行生物信息学分析.片段M-2和片段M-3推测蛋白质均含有保守结构域Mqs R,根据Mqs R对生物膜形成有重要调节作用推测此片段可能与磁小体外膜的形成有关.其中M-4推测蛋白质具有保守结构域rpo H2,推测此片段编码的蛋白质可能是识别MSR-1中磁小体合成相关基因起始位点的酶.片段M-5推测的蛋白质具有PPK2超家族和ALDH-SF超家族,推测片段M-5编码蛋白质的功能可能是为磁小体提供能量.片段M-6,M-7编码蛋白质推测功能可能也是为MSR-1合成磁小体提供能量.     

生物芯片的应用

生物芯片的应用是将探针固定于芯片上 ,利用核酸链间的分子杂交 ,鉴定DNA和蛋白质的一种新技术。尽管生物芯片仅仅出现几年 ,但它带来的信息却蕴藏着生物学中结构与功能的内在联系 ,其应用具有十分巨大的潜力 ,它已在功能基因组研究、新药研究、物种改良和医学诊断、军事科学等方面提供或正在提供极有价值的信息 ,已成为科学家们手中的有力武器     

在非生物信息学专业大学生中开展《生物信息学》课程的探索与实践

生物信息学(Bioinformatics)是一门在生命科学研究中,以计算机为研究工具对生物学的信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学等的核心领域之一。本文综述了生物信息学的发展契机,分析了生物信息学采用课本的评价与选择,深入探讨了本课程内容的合理安排与设计,为在生物科学与生物技术专业的学生及其他非生物信息学专业的大学生中讲好本门课程奠定了基础。     

蛋白质的连接模型及机理研究

蛋白质是通过与其他蛋白质或生物分子的识别和连接来发挥功能的,阐明连接的驱动力及机理对理解蛋白质的功能发挥有很大帮助。文章对三种蛋白质连接的模型进行了描述和比较,对三种模型的驱动力和机理进行了研究,强调了蛋白质的连接是由热力学的熵焓互补平衡控制的过程。     

计算机算法在生物信息学中的应用综述

在人类基因组计划的推动下,生物信息学得到了人们的广泛关注,并呈现出数量多、计算量大等鲜明特征,因此要求在生物信息学中采用计算机算法,以提高生物信息学处理问题的效率。以生物信息学中常用的计算机算法为切入点,进一步从基因表达数据分析、基因组序列信息分析、生物序列差异和相似性分析、遗传数据分析以及蛋白质结构与功能预测5个方面,论述了计算机算法在生物信息学中的典型应用。