基于序列統(tǒng)計特征的水平轉(zhuǎn)移基因搜索.pdf

1、所謂水平基因轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer，HGT)，又稱側(cè)向基因轉(zhuǎn)移(lateral genetransfer，LGT)，是指在生物個體之間，生物與環(huán)境之間，或單個細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器之間進(jìn)行的橫向的遺傳物質(zhì)交流，是引起物種多樣性和促進(jìn)物種進(jìn)化的一個重要因素。目前已發(fā)現(xiàn)細(xì)菌之間以及細(xì)菌和其它生物之間存在著廣泛的水平基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，這不僅使人們對生物進(jìn)化、物種形成等生物學(xué)基本問題開始進(jìn)行更加全面、深刻的思考，更使人們開始

2、關(guān)注這種基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象對我們現(xiàn)實生活的實際影響。 我們運用生物信息學(xué)方法和技術(shù)，從核酸序列中提取能夠表示序列特征的信息，并把提取的特征作為基因組的標(biāo)記來對序列的相似性程度進(jìn)行比較，從而找出核酸序列中的特征異常區(qū)域，進(jìn)行水平轉(zhuǎn)移基因的搜索。按照上述原則，本文設(shè)計了基因組序列水平轉(zhuǎn)移基因搜索工具，并將該功能整合到了基因組序列特征數(shù)據(jù)庫(GSFD)這個平臺之上。 本文首先對BBC(base-base correlation)特

3、征的穩(wěn)定性進(jìn)行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)BBC特征除個別分量外，具有較好的穩(wěn)定性；并用人工模擬實驗來對水平基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行仿真，分別用BBC特征、DRA(dinucleotide relative abundance)特征、WF3(3-word frequency)特征、RSCU(relative synonymous codon usage)特征來對序列進(jìn)行標(biāo)識，發(fā)現(xiàn)BBC特征在參照實驗中具有較好的物種特異性，對三個物種的測試中特異性都高達(dá)95﹪以

4、上，因此可以把BBC特征作為探測基因組序列中水平轉(zhuǎn)移基因的依據(jù)。 借助于GSFD平臺，本文選擇BBC特征并運用窗口掃描算法對Bacteria中25個物種的基因組進(jìn)行了水平轉(zhuǎn)移基因的預(yù)測；進(jìn)而對H．influenzae(流行性感冒嗜血桿菌)基因組的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了深入的分析，發(fā)現(xiàn)H．influenzae與Pasteurella multocida(多殺巴斯德菌)、Vibrio fluViali s(弗氏弧菌)等物種有著很密切的遺傳