基于本地和WEB的生物信息學(xué)綜合分析體系的建立及部分新基因的初步實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、基于本地和WEB的生物信息學(xué)綜合分析體系的建立及部分新基因的初步實(shí)驗(yàn)研究摘要理論上，處于造血系統(tǒng)遷入/遷出轉(zhuǎn)換時(shí)期的4～6月孕齡人胎肝可能存在大量與細(xì)胞植入、定居、轉(zhuǎn)移相關(guān)的基因。本室采用cDNA大規(guī)模測序策略對(duì)該時(shí)期人胎肝cDNA文庫進(jìn)行大規(guī)模測序，獲得了16,000余條EST序列和511條插入片段全長cDNA序列。為了對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析以發(fā)現(xiàn)重要新基因，我們建立了“基于本地化和WEB的生物信息學(xué)分析體系”，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，

2、并對(duì)2條新基因進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。初步得到以下結(jié)果： 1、建立了一整套基于生物信息學(xué)的EST分析體系：基于高性能PC機(jī)和Linux操作系統(tǒng)，利用Phred/Phrap/Consed軟件和Blast軟件，構(gòu)建了核酸序列大規(guī)模自動(dòng)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可自動(dòng)完成從測序峰圖向核酸序列的轉(zhuǎn)化、載體序列去除、序列自動(dòng)拼接、重復(fù)序列鑒定以及序列的相似性分析，可加速對(duì)大規(guī)模測序數(shù)據(jù)的分析和利用。同時(shí)，在對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，按照核酸序列和

3、蛋白質(zhì)序列分析的常規(guī)路線對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行了有機(jī)集成，并配合自行設(shè)計(jì)的程序構(gòu)建了基于WEB的生物信息學(xué)分析體系； 2、發(fā)現(xiàn)了ADP核糖基化因子GTP酶活化蛋白家族(ADP-ribosylationfactorGTPaseactivatingprotein，ARFGAP)中第一個(gè)人類成員ARFGAP1：該基因的全長cDNA序列為2768bp，編碼516個(gè)氨基酸，其中含有ARFGAP家族的特征結(jié)構(gòu)，即在該因子氨基端第6～126位含有

4、典型的ARFGAP結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域可能對(duì)其所具有的ARFGAP催化活性起決定作用，催化的核心部位是一個(gè)保守的鋅指結(jié)構(gòu)(CX2CX16CX2C)。ARFGAP1的羧基端含有一個(gè)重復(fù)序列“SISSX3FG”，該特點(diǎn)同時(shí)存在于ARFGAP家族其它成員中，此特征序列可能和各ARFGAP向特定細(xì)胞內(nèi)膜結(jié)構(gòu)的定向作用有關(guān)。該基因定位于人染色體22q13.2～13.3，基因組序列全長60kb，含有16個(gè)外顯子和15個(gè)內(nèi)含子。ARFGAP1在人內(nèi)分泌組

5、織和睪丸中高表達(dá)，在成人肺中的表達(dá)量是胎肺中的一倍，提示可能與這些組織的功能活動(dòng)有關(guān)。 3、發(fā)現(xiàn)了黑色素瘤基因家族(melanomaantigen-encodinggene，MAGE)家族中的MAGE-D亞家族，并對(duì)其家族成員的分子進(jìn)化進(jìn)行了全面分析：人MAGE-D1的全長cDNA序列為2800bp，編碼778個(gè)氨基酸，其中含有MAGE結(jié)構(gòu)域(第225～592位)。人MAGE-D1蛋白定位于胞核和胞漿中。人MAGE-D1在多種腫

6、瘤組織和多種正常組織中均廣泛表達(dá)。比較48種腫瘤組織與對(duì)應(yīng)正常組織，該基因在13種腫瘤中的表達(dá)顯著增高，而在另外的7種腫瘤中顯著降低。隨后基于生物信息學(xué)的分析，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)MAGE-D亞家族，其成員包括三個(gè)直系同源體(人MAGE-D1、大鼠SNERG-1和小鼠DLXIN-1)和兩個(gè)旁系同源體(人MAGE-D和人KIAA1114)。該家族的三個(gè)人類成員均定位于染色體Xp11.21-p11.23，形成了一個(gè)新的MAGE基因家族的基因簇。分子進(jìn)

7、化樹分析表明，該家族與已知的MAGE-A、-B和-C三個(gè)亞家族之間具有明顯的進(jìn)化上的分歧。該家族的特點(diǎn)還在于在正常組織和腫瘤組織中均廣泛表達(dá)，具有獨(dú)特的基因組結(jié)構(gòu)，同時(shí)不編碼任何已知能夠被T細(xì)胞識(shí)別的MAGE抗原肽。該亞家族的發(fā)現(xiàn)打破了公認(rèn)的MAGE基因家族只在腫瘤組織或睪丸以及部分胚胎組織)特異表達(dá)的規(guī)律，為研究腫瘤相關(guān)基因的新功能提供了重要線索。總之，該套基于本地化和WEB的生物信息學(xué)綜合分析體系的建立及其應(yīng)用，對(duì)于基于生物信息學(xué)的