检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈斌西北农林科技大学

学位级别：硕士

干旱胁迫是农作物所面临的严重灾害之一,提高农作物的抗旱性是我国乃至全世界的迫切需求。小麦作为全世界三大粮食作物之一,挖掘其响应干旱胁迫的候选基因及分析其遗传调控基础,可以为小麦耐旱的分子设计育种提供新的基因资源及遗传基... 详细信息

干旱胁迫是农作物所面临的严重灾害之一,提高农作物的抗旱性是我国乃至全世界的迫切需求。小麦作为全世界三大粮食作物之一,挖掘其响应干旱胁迫的候选基因及分析其遗传调控基础,可以为小麦耐旱的分子设计育种提供新的基因资源及遗传基础。随着高通量测序技术的不断发展,利用生物信息学解析农作物的非生物胁迫遗传基础已经成为一种主要手段。本研究使用本课题组先前筛选获得的200份遗传结构合理、表型变异丰富的小麦材料,基于转录组测序,采用差异表达基因分析、全基因组关联分析、加权共表达网络分析等手段解析小麦苗期耐旱性的遗传基础,为小麦抗旱分子育种提供了新的基因资源和理论依据。主要研究成果和结论如下:1.研究发现,在整体水平上,小麦苗期材料在正常生长和干旱胁迫处理后的基因表达水平呈现出不同的表达谱,说明干旱胁迫会强烈影响小麦苗期材料的基因表达。2.通过对200份小麦苗期材料的转录组测序数据进行差异表达基因分析,我们共鉴定出18926个差异表达基因,并从中筛选出60个在干旱胁迫下抑制表达的候选基因、50个诱导表达的候选基因和44个呈现多样化表达的候选基因。将这些候选基因与拟南芥基因组进行多序列比对,发现其大都参与小麦对水分胁迫和ABA响应的生物学过程,例如钾离子转运蛋白1(KT1)、ABA响应元件结合蛋白3(AREB3)等。3.通过全基因组关联分析筛选出20个与小麦响应干旱胁迫相关的候选基因。其中基于耐旱表型的关联分析中筛选出一个候选基因Treas CS4A02G219700,基于基因表达性状的关联分析中筛选出19个候选基因。将这些候选基因与拟南芥基因组进行多序列比对,发现这些基因通过转录因子(NTL9)调控等方式参与小麦响应干旱胁迫的生物学过程。4.通过构建小麦响应干旱胁迫的加权共表达基因网络,找到与耐旱表型相关性最高的共表达基因模块,并绘制该模块内所有基因的共表达网络图,从而筛选出与小麦响应干旱胁迫相关的27个候选基因。将这些候选基因与拟南芥基因组进行多序列比对,发现这些基因通过参与水胁迫响应、渗透胁迫响应、ABA响应、蛋白去磷酸化和脯氨酸生物合成过程来提高小麦的抗旱能力。本研究发现利用GWAS和WGCNA共同筛选出的7个候选基因也同时在差异表达基因分析中被鉴定为候选基因,并且其中一个候选基因Traes CS2B02G407600在已发表的有关转基因功能验证的文章中,证明其可能作为HD-Zip基因家族成员,通过翻译成HD-Zip转录因子参与植物响应干旱胁迫的生物学过程。说明本研究中挖掘的小麦抗旱基因高度可信,它们参与小麦响应干旱胁迫调控网络的很多关键环节,本研究成果将为小麦耐旱的分子设计育种提供新的基因资源、选择靶点和实践方案。

关键词：小麦差异表达基因分析全基因组关联分析 eQTL 加权共表达基因网络分析

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基于runx2b基因敲除的无肌间刺团头鲂新种质创制

基于runx2b基因敲除的无肌间刺团头鲂新种质创制

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作者：董强华中农业大学

学位级别：硕士

我国主要养殖鱼类均存在一定数量的肌间刺,一定程度上影响了其加工和食用价值,还有受伤害的风险。近年来,肌间刺性状已成为鱼类遗传育种研究领域备受关注的改良性状之一。已有研究证明runx2b是鱼类肌间刺形成的关键基因,runx2b基因缺失... 详细信息

我国主要养殖鱼类均存在一定数量的肌间刺,一定程度上影响了其加工和食用价值,还有受伤害的风险。近年来,肌间刺性状已成为鱼类遗传育种研究领域备受关注的改良性状之一。已有研究证明runx2b是鱼类肌间刺形成的关键基因,runx2b基因缺失可以获得稳定的无肌间刺斑马鱼突变体,但尚未有研究聚焦于该基因的无肌间刺经济鱼类的研究。本研究以经济型鱼类团头鲂(Megalobrama amblycephala)为主要研究对象,利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,构建缺失runx2b功能的突变体F0代,并筛选出肌间刺减少30%以上的突变体F0代,待其发育至性成熟进行自交繁殖,获得F1代;当F1代的群体生长至四月龄时,通过X光活体扫描F1代个体,筛选无肌间刺团头鲂,随后通过阳性克隆技术检测无肌间刺团头鲂F1代的基因型;采用Micro-CT分析野生型和无肌间刺团头鲂F1代骨骼的骨密度;茜素红整体骨骼染色法和X光扫描技术观察野生型和无肌间刺团头鲂F1代的骨骼发育情况;进一步采用q RT-PCR技术分析骨发育相关基因在野生型和无肌间刺团头鲂F1代尾部肌肉组织中的表达模式,并对野生型(含肌间刺)和团头鲂F1代(无肌间刺)肌肉的营养成分进行了分析。主要研究结果如下:1.团头鲂runx2b突变体F0代的构建、表型及基因表达模式分析本研究通过CRISPR-Cas9基因编辑技术,在团头鲂受精卵的1细胞期之前进行多靶点注射,构建runx2b突变体F0代。采用2%琼脂糖凝胶电泳法检测48h受精卵的突变情况,检测结果为双条带的个体,进一步采用Sanger测序法测序并进行序列比对,靶点附近出现双峰则证明敲除成功;随机选取54尾70dpf的已筛选出的runx2b突变体F0代进行茜素红骨骼染色。结果显示,其中有6尾表现为肌间刺部分缺失的性状,肌间刺缺失的数量分别为43根、7根、17根、14根、7根、14根,肌间刺缺失比率分别为33.86%、5.74%、13.60%、11.48%、5.60%和11.29%。与野生型相比,少刺突变体F0代在背部和尾部均出现肌间刺部分缺失的情况,且脊椎、肋骨等其他骨骼发育正常;采用q RT-PCR技术分析发育到3月龄的runx2b突变体F0代尾部肌肉中骨发育相关基因的表达情况。结果显示,由于团头鲂突变体F0代中runx2b基因的缺失,与矿化相关的基因(entpd5a、entpd5b、spp1、scpp1)在runx2b突变体F0代中的表达量与野生型相比均显著降低(P<0.05),而与肌腱发育相关基因tnmd在runx2b突变体F0代中的表达量与野生型相比没有显著差异(P>0.05)。2.无肌间刺团头鲂突变体F1代的培育、表型及基因表达模式分析为获得无肌间刺的团头鲂突变体F1代,本实验以筛选获得的团头鲂runx2b突变体F0代为基础,选择性成熟、肌间刺减少30%以上的runx2b突变体F0代进行强化培育,挑选发育良好的runx2b突变体F0代作为F1代团头鲂的亲本,自交繁殖获得F1代;随后选择60尾45dpf的runx2b突变体F1代进行茜素红骨骼染色观察表型。结果显示,27尾(占45%)runx2b突变体F1代的肌间刺完全缺失,且其他骨矿化正常,如肋骨、脊椎、神经棘和血管棘。当团头鲂runx2b突变体F1代生长至四月龄时,使用X射线对runx2b突变体F1代进行活体扫描,并从5000尾中筛选出共316尾完全没有肌间刺的团头鲂,Micro-CT结果也进一步明确,runx2b突变体F1代完全没有肌间刺。组织骨密度分析结果显示,生长至4月龄的野生型和runx2b突变体F1代团头鲂的脊椎、肋骨、神经棘、血管棘等骨骼的组织骨密度(tissue mineral density,TMD)值没有显著差异(P>0.05);为探究runx2b基因功能缺失的团头鲂突变体F1代的基因表达模式,随机选取发育到4月龄的runx2b突变体F0代,采用q RT-PCR技术分析其尾部肌肉中骨发育相关基因的表达情况。结果显示,由于无肌间刺团头鲂F1代中runx2b基因的缺失,与骨矿化相关的基因(alpl、bglap、entpd5a、entpd5b)在无肌间刺团头鲂F1代中的表达量与野生型相比均显著降低,且成骨相关基因sp7在无肌间刺团头鲂F1代中的表达量与野生型相比也显示出相对较低的表达水平。3.无肌间刺团头鲂突变体F1代的基因型分析和肌肉的营养成分分析为确定无肌间刺团头鲂突变体F1代的runx2b基因型,随机选择35尾无肌间刺团头鲂F1代进行阳性克隆检测。结果显示,runx2b靶点1、2、3突变类型分别为:靶点1为3种突变类型(1种插入类型,2种缺失类型),插入2 bp,缺失5 bp、8 bp;靶点2为13种突变类型(8种插入,5种缺失类型),插入4bp、5 bp、6 bp、8

关键词：肌间刺团头鲂 runx2b 基因敲除表型分析基因分型差异表达基因分析营养成分分析

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基于生物信息学方法分析m6A RNA甲基化调节因子在急性心肌梗死中的作用

基于生物信息学方法分析m6A RNA甲基化调节因子在急性心肌梗死中...

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作者：马鸣霞山西医科大学

学位级别：硕士

目的:冠心病是目前世界上最常见的死亡原因,位列死因的首位,急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是冠心病最严重的表现,且其在我国的死亡率仍在逐年攀升,严重威胁居民健康及生活质量。但其发病机制仍待进一步明确。N-甲基腺... 详细信息

目的:冠心病是目前世界上最常见的死亡原因,位列死因的首位,急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是冠心病最严重的表现,且其在我国的死亡率仍在逐年攀升,严重威胁居民健康及生活质量。但其发病机制仍待进一步明确。N-甲基腺苷(mA)甲基化修饰被认为是真核生物RNA中最主要的内部修饰,通过影响mRNA剪接、加工、输出、翻译、降解等关键过程,实现对真核转录组的功能调节。目前越来越多的研究表明,mA RNA甲基化调节因子在急性心肌梗死中发挥了重要作用。本研究旨在通过生物信息学分析方法,研究在急性心肌梗死中,mA RNA甲基化调节因子介导的RNA甲基化修饰模式和及其生物学功能,以期为急性心肌梗死的分子机制研究提供新的方向。方法:1.使用GEO数据库下载一组的急性心肌梗死患者基因表达谱数据集GSE66360,根据平台文件的注释信息将探针名称转换为基因名称;2.通过文献阅读选择32种mA RNA甲基化调节因子,从string数据库获取其蛋白-蛋白互作网络,并通过cytoscape处理图像;3.通过Wilcox test分析了急性心肌梗死患者与健康对照组之间32种mA RNA甲基化调节因子中表达差异,使用R软件ggpubr包对mA的差异情况进行可视化;通过R软件corrplot包进行32种调节因子间的相关性分析;使用R软件glmnet包进行单因素Logistic分析并建立LASSO回归模型;最后,采用R软件p ROC包绘制受试者工作特性(operating characteristic,ROC)曲线分析评价识别性能;4.使用R软件Consensus Cluster Plus包对急性心梗死患者组样品进行一致性聚类分析,分为不同的修饰模型,之后采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)进一步验证32种mA RNA甲基化调节因子在不同分型下表达情况;使用R软件limma包对各亚型的样品进行基因差异分析;5.使用R软件cluster Profiler包对各亚型间的差异基因进行GO功能分析和KEGG通路分析。结果:1.32种mA RNA甲基化调节因子行PPI网络分析,示32个调节因子之间密切相关,写码器、读码器、消码器和mA相关RNA结合蛋白的通常作为一个复合体发挥作用;2.对GEO数据库下载的数据集GSE66360进行差异分析,发现14种mA RNA甲基化调节因子与急性心肌梗死的发生显著相关。与健康对照组相比,急性心肌梗死患者中有9个下调基因和5个上调基因;对32个调控因子进行相关性分析示样本中的大多数因子显著相关(P<0.05);3.通过对14个差异表达基因的表达数据进行单因素Logistic回归,发现7个调节因子与急性心肌梗死显著相关;建立lasso回归模型,通过模型公式得到每个样本的分值,绘制风险分布图,示急性心肌梗死患者评分显著高于健康对照组;使用R语言p ROC包绘制ROC曲线,示曲线下面积AUC=0.842>0.7,表明通过LASSO回归预测疾病发生有较好的准确度;4.基于mA RNA甲基化调节因子的表达量,使用R语言Consensus Cluster Plus包对急性心肌梗死患者进行一致性聚类分析,可将49例急性心机梗死患者分为2个亚型,包括A亚型(集群1 n=35)和B亚型(集群2 n=14);主成分分析可见其分布为分离清晰的两簇;对A亚型和B亚型进行差异分析,共筛选出224个差异基因,包括87个下调基因和137个上调基因;5.对A亚型和B亚型间的差异基因行GO功能分析和KEGG通路分析,结果提示差异基因主要参与差异基因靶向膜的SRP依赖性共翻译蛋白、靶向膜的共翻译蛋白、靶向内质网的蛋白质、内质网蛋白质定位方法的建立、核转录mRNA分解代谢过程-无义介导的mRNA降解等生物过程;参与核糖体、新型冠状病毒-COVID-19、同种异体移植排斥反应、I型糖尿病、尼古丁成瘾、移植物抗宿主病、卟啉代谢等信号通路的调控。结论:mA RNA甲基化调节因子在急性心肌梗死发挥重要作用,该研究可能为后续的机制研究和临床诊断策略提供新思路。

关键词： m6A RNA甲基化调节因子急性心肌梗死差异表达基因分析一致性聚类分析富集分析

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灰喜鹊的后代识别机制研究

灰喜鹊的后代识别机制研究

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作者：张文兰州大学

学位级别：硕士

基于广义适合度概念上发展而来的亲缘理论(Kinship Theory),是动物行为研究过程中被广泛应用的理论框架之一,是解释动物的利他行为、群居行为和亲子冲突等进化的有力工具。然而,该理论的应用当前仍然受到两个问题的困扰,其一是动物是否... 详细信息

基于广义适合度概念上发展而来的亲缘理论(Kinship Theory),是动物行为研究过程中被广泛应用的理论框架之一,是解释动物的利他行为、群居行为和亲子冲突等进化的有力工具。然而,该理论的应用当前仍然受到两个问题的困扰,其一是动物是否真正具备亲属识别的能力;其二是动物在识别亲属过程中究竟依赖于哪些线索。对这两个问题的探索是完善亲缘理论的重要步骤。本研究以在青藏高原上繁殖的一个灰喜鹊(Cyanopica cyanus)种群作为研究对象,从两方面对亲缘理论进行了研究。首先,通过在野外进行实验设计的方法探索了灰喜鹊在亲子识别过程中依赖的信号,以及亲子识别机制的转化过程。实验类型包括巢位置变更实验、后代交叉养育实验、加副巢实验和交叉养育后代的重选择实验。然后,通过分析雏鸟不同日龄大脑转录组的差异表达基因,确定是否有与雏鸟表型发育相关的基因可能在灰喜鹊亲子识别过程中发挥着重要作用。本论文的一些主要发现如下所示。1)在巢位置变更实验中,分别在孵卵期和育雏期将目标巢在不同方向上移动不同距离。通过观察成鸟是否返回被操作巢并恢复正常的繁殖行为,来判断亲本是否能够准确进行亲子识别。这个实验发现,灰喜鹊在亲子识别过程中依赖的信号存在一个转化的过程。在孵卵期及育雏早期,亲本主要依赖巢的空间位置作为识别后代的信号;在育雏后期,亲本对巢位置的依赖性降低,转为依赖幼鸟的表型性状(特别是乞食鸣叫)作为亲子识别的主要信号。2)在后代交叉养育实验中,将两两配对的目标巢的后代进行交换培养(一个全部为卵,另外一个全部为雏)。通过监测成鸟在后代的表型信号发生明显改变后是否会采取相对应的抚育行为,来判断灰喜鹊是否能准确识别后代。这个实验发现,处于孵卵期的亲本并不能准确识别后代,而处于育雏后期的亲本能够识别亲生后代,表明灰喜鹊对后代的识别能力是随着雏鸟日龄增加逐渐建立的,这个时间拐点大约在雏鸟11日龄左右。3)在加副巢实验中,在灰喜鹊的原巢旁边填加一个副巢,然后把本巢雏鸟和其它巢的雏鸟分别放于原巢或副巢内。通过观察亲本对不同身份的雏鸟的递食偏好,来判断亲本是否能准确识别亲生后代。这个实验结果进一步证明,灰喜鹊对后代的识别能力随雏鸟日龄增加逐渐建立,其时间拐点在雏鸟11日龄左右。4)在对雏鸟不同日龄的大脑转录组进行差异表达基因的分析之后,本论文发现与动物声信号发育有关的基因——Foxp2的表达量随雏鸟日龄的变化曲线,符合灰喜鹊亲子识别能力的建立过程。这一结果表明,在灰喜鹊的亲子识别机制的转化过程中,雏鸟的鸣声发育及其相关的Foxp2基因可能发挥着关键作用。综上所述,本论文通过对灰喜鹊进行的野外实验研究和不同日龄的雏鸟的转录组比较研究,发现灰喜鹊对后代的识别能力存在一个建立的过程,并且这个过程与后代的表型性状发育有关。后代的乞食鸣声及其相关的Foxp2基因可能在灰喜鹊亲子识别机制的转化时发挥着关键作用。

关键词：巢位置变更实验交叉养育实验加副巢实验亲本抚育行为差异表达基因分析亲属识别亲子识别

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关于scRNA-seq数据的聚类、填充和基因网络分析

关于scRNA-seq数据的聚类、填充和基因网络分析

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作者：崔玲玉大连海事大学

学位级别：硕士

生物组织由多种异质性细胞组成,挖掘细胞与细胞之间的异质性对于标记基因以及靶向药物的预测具有至关重要的作用。本文首先根据单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据中细胞与细胞之间的关系开发出结构稀疏子空间聚类及填充(S3C2)算法;其次分别... 详细信息

生物组织由多种异质性细胞组成,挖掘细胞与细胞之间的异质性对于标记基因以及靶向药物的预测具有至关重要的作用。本文首先根据单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据中细胞与细胞之间的关系开发出结构稀疏子空间聚类及填充(S3C2)算法;其次分别从scRNA-seq数据的单个基因、基因对以及基因网络三个层面挖掘数据中蕴含的生物学信息;由于scRNA-seq数据集中存在大量的“缺失”,因此在本文的最后部分使用了十个带标签的scRNA-seq数据集来评估数据填充和聚类方法的各种组合的性能。具体的研究内容如下: (1)本文建立了一个基于稀疏子空间聚类算法和低秩填充算法的模型S3C2,并且在模型中利用随机游走增加聚类结果的准确率。S3C2模型利用线性交替方向乘子法(LADMM)进行求解,采用交替循环迭代的方法,即利用上一步迭代得到的系数矩阵进行谱聚类,并利用谱聚类的结果再优化下一次的迭代。本文对于模型中的两个参数进行了敏感性分析以及验证了算法对于“缺失值”的鲁棒性和算法的收敛性。在六组真实数据集和一组模拟数据集上的基准实验表明,S3C2对于scRNA-seq数据的聚类具有较高的准确率。 (2)破译基因组的遗传信息,对于人类探索生命的奥秘具有至关重要的作用。由于生物细胞的分化和相关疾病的发生大多数时候不是由单个基因所调控的,而是不同种类、不同信号传导途径基因的相互作用。为此,本文针对scRNA-seq数据的单个基因、基因对以及基因调控网络进行了深度研究。包括差异表达基因分析、差异表达基因相关性分析、网络以及差异表达网络分析等。 (3)scRNA-seq转录组谱分析的关键步骤是将细胞聚类,以揭示细胞亚型并推断细胞谱系的表达关系。尽管已经提出了许多专用算法,由于存在许多潜在的瓶颈,例如因转录本扩增引入的噪声、缺失事件和异常细胞簇,使得找到高质量的scRNA-seq数据聚类算法在计算上仍然存在挑战。为了解决这一挑战,本文使用十个带有标签的scRNA-seq数据集来评估填充和聚类方法的各种组合的性能。实验结果表明,填充算法通常可以提高各种聚类方法的性能。但是,填充和聚类方法的特定组合的性能在具有不同大小、不同物种的数据集之间可能会有所不同。

关键词：稀疏子空间聚类 scRNA-seq数据数据填充差异表达基因分析差异表达网络分析

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系统性红斑狼疮患者的免疫浸润特征及其mRNA-TF-miRNA免疫调控网络的建立

系统性红斑狼疮患者的免疫浸润特征及其mRNA-TF-miRNA免疫调控网...

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作者：凌华云安徽医科大学

学位级别：硕士

目的探究系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)患者的免疫浸润特征,并建立m RNA-TF-mi RNA免疫调控网络,为SLE患者的临床诊断、治疗和预后提供新的研究思路。方法研究通过美国国家生物技术信息中心(national center for bi... 详细信息

目的探究系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)患者的免疫浸润特征,并建立m RNA-TF-mi RNA免疫调控网络,为SLE患者的临床诊断、治疗和预后提供新的研究思路。方法研究通过美国国家生物技术信息中心(national center for biotechnology information,NCBI)创建和管理的基因表达综合数据库(gene expression omnibus,GEO)(https://***/geo/)下载SLE患者外周血的m RNA基因表达矩阵数据集(GSE110174、GSE20864、GSE61635和GSE138458)。采用生物信息学分析方法(加权共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),差异表达基因分析(differentially expressed genes,DEGs)和‘CIBERSORT’免疫浸润特征分析等),全面探究22种免疫细胞及亚群在SLE患者外周血的表达情况,并结合关键基因的表达特征,对表达异常的免疫细胞和关键基因的相关关系进行初步的描述。与此同时,通过数据库预测调控关键基因的相关微小RNA(micro RNA,mi RNA)和转录因子(transcription factors,TFs),进一步建立m RNA-TF-mi RNA免疫调控网络,讨论网络中分子作为SLE相关分子标志物进行研究的意义。结果对合并后的数据集(样本量SLE患者292个,健康对照108个,m RNA数量14803个)进行DEGs分析,得到上调基因112个,下调基因47个(P<0.05);上调DEGs主要富集在病毒防御相关通路上如“免疫效应的过程”、“免疫反应”、“对病毒的防御反应”,以及I型干扰素相关通路如“I型干扰素信号通路”、“细胞对I型干扰素的反应”、“对I型干扰素的反应”等(P<0.05);下调DEGs主要富集在生物化合物代谢的相关通路上如“血红素生物合成的过程”、“含卟啉化合物生物合成过程”、“四吡咯生物合成的过程”等,以及细胞成分功能相关通路如“细胞皮层功能”和“皮层细胞骨架功能”等(P<0.05)。通过Cytoscape筛选得到10个核心(hub)基因(IFIT3、ISG15、IRF7、DDX60、OASL、OAS2、MX1、DDX58、OAS3和RTP4),这10个hub基因在蛋白质表达过程中起到了核心的作用。WGCNA结果显示,与SLE最为显著相关的是红色“red”模块(r=0.440,P<0.001)。红色模块包含了45个基因,均与SLE显著相关(r>0.800,P<0.001)。红色模块45个基因的主要富集通路有I型干扰素相关通路如“α干扰素反应”、“β干扰素反应”、“对I型干扰素的反应”等,以及病毒免疫相关通路如“对病毒的防御反应”、“病毒基因组复制的负调控”等。hub基因与红色模块基因的交集是10个上调DEGs(IFIT3、ISG15、IRF7、DDX60、OASL、OAS2、MX1、DDX58、OAS3和RTP4),将其定义为关键基因。对10个关键基因进行Clue GO通路功能富集分析,关键基因主要富集的通路分别为病毒免疫相关通路如“对病毒反应的细胞质模式识别受体信号通路”、“细胞对病毒的反应”等,以及I型干扰素相关通路如“I型干扰素介导的信号通路调控”、“I型干扰素生产的正向调节”等。免疫浸润特征分析显示,SLE组与对照组相比有13种表达显著差异的免疫细胞类型,包括静息自然杀伤细胞、M0巨噬细胞、激活树突状细胞和中性粒细胞等(P<0.05)。免疫细胞评分与关键基因的相关性分析显示,激活树突状细胞、中性粒细胞和浆细胞等细胞与关键基因均呈正向相关关系(P<0.05),静息自然杀伤细胞和γδT细胞等细胞与关键基因均呈负向相关关系(P<0.05)。取3个mi RNA数据库预测结果的交集,得到6个关键基因(IFIT3、OAS2、DDX58、OAS3、DDX60、RTP4)的14个相关mi RNA,其余4个关键基因(ISG15、IRF7、OASL、MX1)没有预测到相关mi RNA。通过转录因子数据库搜索得到调控6个关键基因的90个转录因子。利用6个关键基因(m RNA)、14个mi RNA和7个最重要的TFs建立了SLE的m RNA-TF-mi RNA免疫调控网络。结论SLE的免疫浸润特征与I型干扰素相关通路密切相关,其中树突状细胞(Dendritic cells,DCs)、中性粒细胞和浆细胞等几种免疫细胞发挥了重要作用;最后建立了包含6个关键基因、14个mi RNA和7个TFs的m RNA-TF-mi RNA免疫调控网络,可

关键词：系统性红斑狼疮加权基因共表达网络差异表达基因分析免疫浸润特征 I型干扰素

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中华锯齿米虾蜕皮级联信号通路基因的鉴定及生理功能研究

中华锯齿米虾蜕皮级联信号通路基因的鉴定及生理功能研究

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作者：刘梦菲河北大学

学位级别：硕士

在甲壳动物个体生长和发育过程中,蜕皮是其标志特征,受神经内分泌系统的调节。甲壳动物蜕皮级联通路与其生长、变态、蜕壳和繁殖有着密不可分的联系。甲基法尼酯(Methylenefarnesoate,MF)是一种重要的内分泌激素,在甲壳动物蜕皮级联信... 详细信息

在甲壳动物个体生长和发育过程中,蜕皮是其标志特征,受神经内分泌系统的调节。甲壳动物蜕皮级联通路与其生长、变态、蜕壳和繁殖有着密不可分的联系。甲基法尼酯(Methylenefarnesoate,MF)是一种重要的内分泌激素,在甲壳动物蜕皮级联信号通路中发挥着重要作用,参与调节甲壳动物蜕皮、生长发育与繁殖等过程。本研究以中华锯齿米虾Neocaridina denticulata sinensis为研究对象,通过生物信息学整合基因组与转录组的数据信息,筛选并克隆了MF生物合成过程的关键基因。从基因水平、蛋白质水平和个体表型等多维度进行实验与分析。利用RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术,结合差异表达谱与代谢通路分析,研究MF生物合成过程的关键基因在蜕皮级联通路中的作用和分子调控机制。本研究对于甲壳动物蜕皮级联信号通路这一复杂过程中的分子作用机制阐述具有重要意义,并为解决甲壳动物养殖中遇到的蜕皮次数过频,性早熟等问题提供新思路。1、MF合成通路关键基因的克隆与鉴定利用生物信息学手段结合中华锯齿米虾转录组与基因组注释信息,筛选出MF合成通路中的4个关键基因,候选序列在NCBI Nr数据库中进行初步鉴定。克隆了中华锯齿米虾的3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase,HMGR),法尼基焦磷酸合酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPPS),法尼酸甲基转移酶(Farnesoic acid O-methylransferase,FAMe T),保幼激素酸甲基转移酶(Juvenile hormone acid O-methyltransferase,JHAMT),分别命名为Nd HMGR,Nd FPPS,Nd FAMe T,Nd JHAMT。对这四个关键基因进行了序列分析与组织表达的鉴定。2、中华锯齿米虾法尼酸甲基转移酶的蛋白分析与RNA干扰法尼酸甲基转移酶(FAMeT)催化FA生成MF,是MF生物合成过程的关键限速酶。构建Nd FAMe T重组表达质粒,在原核表达系统中表达获得了重组蛋白,并对蛋白进行纯化、SDS-PAGE检测以及酶活力验证。为了进一步研究NdFAMeT功能,利用dsRNA干扰技术,注射ds Nd FAMe T后对其基因敲降效率和酶活变化进行检测,结果显示ds RNA干扰后,Nd FAMe T的相对表达量降低超过90%,酶活下降13%。对中华锯齿米虾的蜕皮周期进行了分期后,对RNA干扰后的中华锯齿米虾个体进行显微观察,判断Nd FAMe T的敲降并未阻止中华锯齿米虾的蜕皮。3、RNAi介导的FPPS敲降对中华锯齿米虾卵巢转录组与代谢通路的影响法尼基焦磷酸合酶(FPPS)是MF和JH生物合成途径中的关键酶。为了研究中华锯齿米虾Nd FPPS的功能,利用RNA干扰技术,对Nd FPPS进行敲降。通过卵巢转录组分析,对注射ds Nd FPPS实验组(E1,E2,E3)和对照组(C1,C2,C3)的差异表达基因进行比较、注释和富集分析。构建了6个DNA文库,E1-E3,C1-C3的测序数据分别为7.23 G,6.41 G,6.89 G,6.95 G,6.47 G,6.99 G。RNA-seq产生281,427,802条raw reads,质量控制后,剩下272,902,124条clean reads和40.94 G clean bases,碱基Q30(Phred>30的值)值大于92%,对clean reads进行组装获得了29844个unigenes。根据FPKM值在实验组与对照组中共鉴定出9,230个差异基因,其中上调基因5,082个,下调基因4,148个。差异基因一共富集到了761条GO term,显著富集到的30条GO term中,下调基因的数目明显更多,表明Nd FPPS的敲降影响了中华锯齿米虾的许多生理过程。富集到了102条KEGG通路,其中包括4条与蜕皮相关通路,4条卵巢发育相关通路,在下调基因最显著富集的20个KEGG通路中包含这些通路,表明Nd FPPS的敲降影响了中华锯齿米虾的蜕皮、卵巢发育与生殖等过程。

关键词：中华锯齿米虾蜕皮级联信号通路甲基法尼酯 RNAi 差异表达基因分析

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NAFLD疾病进程关键风险基因发现与验证

引用

医学研究杂志 2024年第12期53卷 78-87页

作者：崔永康苟小军曹姗王淑斐孙继佳上海中医药大学附属宝山医院消化科 201999 上海中医药大学附属宝山医院中心实验室 201999 上海中医药大学中药学院数理教研室 201203

目的探讨非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)的关键基因,构建NAFLD疾病进程的风险预测模型并进行验证。方法基于GEO数据库中已有的NAFLD表达谱芯片数据集,采用差异表达基因分析、京都基因与基因组百科全书(Kyo... 详细信息

目的探讨非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)的关键基因,构建NAFLD疾病进程的风险预测模型并进行验证。方法基于GEO数据库中已有的NAFLD表达谱芯片数据集,采用差异表达基因分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析、蛋白质互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析以及机器学习特征筛选方法,发现NAFLD疾病进程中的关键基因;同时,构建从单纯性脂肪肝(simple steatosis,SS)到非酒精性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH)的NAFLD疾病进程风险预测模型;最后,通过体外分子生物学实验对关键基因进行验证。结果GEO数据库中差异表达基因分析结果显示,正常对照(normal control,NC)组与NASH组比较有1247个差异表达基因,NC组与SS组之间有1088个差异表达基因,SS组与NASH组比较只有75个差异表达基因。结合前期研究和文献查阅以及KEGG通路富集分析结果显示,有4条与NAFLD疾病相关的共同信号通路,即胆固醇代谢(hsa04979)、半乳糖代谢(hsa00052)、PI3K/Akt信号通路(hsa04151)和PPAR信号通路(hsa03320)等。通过3种不同的机器学习特征筛选方法,最终得到4个共有基因,即AKR1B10、COL1A2、HKDC1、LAMC3。体外分子生物学实验结果显示,AKR1B10、COL1A2在NAFLD中均显著上调,与生物信息学分析结果一致。结论本研究发现了SS发展到NASH的关键基因,同时,构建了NAFLD疾病进程的风险预测模型,为NAFLD疾病的有效控制、干预与临床诊断和治疗提供了有价值的方法与技术。

关键词：非酒精性脂肪性肝病差异表达基因分析 KEGG通路富集分析 PPI网络分析疾病进程风险预测模型

来源：评论

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低氧胁迫下唇?及杂交F1代肝脏转录组学分析

引用

四川动物 2023年第2期 161-171页

作者：陶丽竹陈健陈霞杨淞罗小波李思言杨壮志成都市农林科学院四川农业大学

为探讨低氧胁迫对唇?Hemibarbus labeo和杂交?基因表达水平的影响，基于Illumina HiSeq高通量测序平台，对低氧条件下唇?和杂交?肝脏组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示，唇?和杂交?分别产生了126 646 494个和130 613 32... 详细信息

为探讨低氧胁迫对唇?Hemibarbus labeo和杂交?基因表达水平的影响，基于Illumina HiSeq高通量测序平台，对低氧条件下唇?和杂交?肝脏组织进行转录组测序并开展生物信息学分析。结果显示，唇?和杂交?分别产生了126 646 494个和130 613 321个clean reads，组装后共获得了48 027个unigenes，分别在NR、SwissProt、GO、COG、KOG、eggNOG4.5、KEGG数据库中获得32 253个注释；低氧胁迫时，分别有3 589个和3 177个差异表达基因（DEGs）上调，4 075个和5 473个下调；GO功能富集分析发现，DEGs与细胞结合、催化活性和代谢进程密切相关，KEGG通路富集分析发现，DEGs富集在一些与代谢和细胞生长增殖、分化、凋亡相关的信号通路中。研究结果为深入开展唇?和杂交?溶解氧胁迫的调控机制和养殖育种提供了参考。

关键词：唇? 杂交? 低氧胁迫转录组分析差异表达基因分析

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引用

现代中西医结合杂志 2009年第27期18卷 3359-3359页

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