基因組蛋白質組與生物信息學報2012年第2期內容簡介
從2012年第2期開始,Genomics, Proteomics & Bioinformatics(GPB)所有接受稿件均可在ScienceDirect數據庫的Article-in –Press板塊提前瀏覽。
本期GPB共發表7篇文章,包括1篇評論、1篇綜述、4篇研究性文章和1篇方法。
本刊主編于軍研究員就其十五年來關于基因組轉錄方面的研究成果發表了簡短評論,對一些問題進行了更深入的思考,并對一些傳統觀點提出了新的挑戰。例如:我們將如何評價不同物種所表現出的不一樣的以轉錄為中心的遺傳突變?
全基因組序列分析是生物信息學和計算生物學研究的基礎,Bilal Wajid等人對過去數十年Genome Assembler的研究工作進行了總結,對二代測序技術Genome Assembler的一般算法特點進行了綜述,為初學者和感興趣人員了解本領域提供了很好的幫助。
在我所于軍研究員和胡松年研究員的指導下,崔鵬、劉萬飛、趙宇慧等人對三甲基化組蛋白H3賴氨酸4(H3K4me3)進行了研究。其中一篇文章利用ChIP-Seq、RNA-Seq分析技術,繪制了小鼠大腦和睪丸組織中H3K4me3和H3K27me3的基因組圖譜,并進行了比較分析。研究發現,該基因修飾與組織特異性表達、功能和發育密切相關。結果顯示,H3K4me3和H3K27me3很少出現在沉默基因中;并且,包含了H3K4me3和H3K27me3的二價染色體域在兩種組織中均無處不在,而這些二價染色體域更傾向于以“贏者通吃”的方式來調節相關基因的表達。同時,在小鼠的胚胎干細胞中也證實了上述結論。另一篇文章研究了H3K4me3與反義轉錄的關系。通過分析小鼠大腦和睪丸組織數據發現,H3K4me3在正義基因的3′ 端有顯著富集,被稱為3′-H3K4me3,兩種組織中3′-H3K4me3均與大約15%的蛋白編碼基因有關。通過對轉錄起始信號的研究發現,3′-H3K4me3與反義轉錄的起始相關,且3′-H3K4me3修飾水平與相關正義基因的反義表達水平是正相關的。這揭示,H3K4me3可能參與反義轉錄的調節。同時,通過對人類、果蠅和擬南芥的研究推測,3′-H3K4me3區域可能是作為反義轉錄的潛在啟動子在發揮作用,3′-H3K4me3可能是真核生物中普遍存在的一個重要組成部分。
小麥白粉病是由于感染白粉病菌引起的,是一種世界性病害,可導致小麥產量受到巨大損失。為了幫助解決這一世界難題,本刊編委王向峰老師與中國農業大學孫其信、解超杰老師等人合作,進行了轉錄組的比較研究。他們通過基因芯片分析,比較了兩種不同基因型的小麥(易感、抗病)對白粉病菌感染前及感染后不同時間葉片的轉錄組,以研究影響小麥對白粉病菌感染做出應答的基因和信號通路。結果表明,抗白粉病是一種由大量基因參與調控的極度復雜的系統反應。
水牛是一種草食反芻家畜,適宜水田耕作,常以役用為主,但目前越來越多的國家和地區正努力將水牛轉為乳用或肉用。其中,印度55%的牛奶都來自水牛奶,具有十分重要的應用價值。目前,水牛的全基因組序列信息尚需完善,Jakhesara等人利用水牛肌肉組織來源的cDNA作為探針,從其基因組中捕獲Tissue Specific Temporal(TST)外顯子,并采用454技術進行測序研究,以揭示該物種的肌肉組織特異性基因和單核苷酸多態性。結果顯示,用該方法檢測到的39,697個SNPs中,48.98%位于基因間區域,34%位于內含子區域,發現僅有1.2%是在之前曾經報道過的,且均為同義替換。這就為研究尚未完成全基因組測序物種的編碼序列變異情況,提供了新的策略。
非編碼RNA(non-coding RNA, ncRNA)在轉錄水平調節基因表達方面起到很重要的作用,但仍有許多ncRNA有待進一步被發現,它們的功能也有待進一步被揭示。而ncRNA沒有蛋白編碼RNA所具有的起始密碼和終止密碼,尋找它們并不是一件容易的事。Michael Bao等人在結合sequence motifs和structural parameters這兩種常規方法的基礎上,研發了一種基于ab initio的尋找基因組序列中ncRNA的新方法——ncRNAscout,該方法包括測量序列頻率、序列結構穩定性和某一特定序列頻率三部分。與類似的smyRNA方法相比,該方法由于加入了最小自由能t-scores和SVP值這兩個參數,因此能更精確地定位基因組中的ncRNA序列。該工具可在http://bioinformatics.njit.edu/ncRNAscout使用。
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附:本期目錄
Commentary
Challenges to the common dogma
Review
Review of general algorithmic features for genome assemblers for next generation sequencers
Articles
The association between H3K4me3 and antisense transcription
Comparative analyses of H3K4 and H3K27 trimethylations between the mouse cerebrum and testis
Transcriptome comparison of susceptible and resistant wheat in response to powdery mildew infection
Tissue-specific temporal exome capture revealed muscle-specific genes and SNPs in Indian Buffalo (Bubalus bubalis)
Method
Searching for non-coding RNAs in genomic sequences using ncRNAscout