收藏本站
《复旦大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

哺乳动物转录因子及其靶基因的挖掘分析

郑广勇  
【摘要】:转录因子是转录调控中的核心功能蛋白,能够与顺式调控元件相结合并对下游基因的表达进行严格调控,在生命有机体的许多重要生化过程中发挥着不可或缺的关键性作用。鉴于转录因子在转录调控中的重要意义,转录因子及其下游调控靶基因的识别成为后基因组时代的研究热点之一。 传统工作中,生物学家主要通过实验生物学方法来识别转录因子及其下游靶基因。实验生物学方法能够获得比较准确的数据,但其实验周期较长,因而无法在短时间内提供丰富的转录调控数据。近年来,生物学家开始引入计算生物学方法来加速转录调控领域的研究进程,主要工作集中在转录因子的识别和顺式调控元件模型的构建上。在转录因子的识别工作中,生物学家主要通过机器学习算法来构建转录因子的识别工具。目前已建立基于BLAST算法和最近邻算法的转录因子识别方法,但这些方法在哺乳动物中的应用不是十分理想。在顺式调控元件的相关工作中,生物学家尝试使用各种指标来建立模型,表征转录因子与顺式调控元件的识别偏好性,但二者的结合规律比较复杂,目前仍然处在探索过程中。 本文采用蛋白质结构域和功能位点信息来组成蛋白质序列的特征向量,并在此基础上建立了基于支持向量机算法的转录因子自动识别机。然后耦合支持向量机和纠错输出编码算法,建立了转录因子自动分类器。使用生物学实验验证的数据对所构建的转录因子识别分类工具进行检测,结果显示:本文的自动识别机和分类器具有优异的性能,对转录因子的识别和分类准确率分别达到了88.22%和97.83%。为进一步评估这两个工具的性能,把自动识别机、分类器与BLAST、最近邻算法建立的转录因子识别分类工具进行了比较,结果表明:相比于BLAST、最近邻算法建立的转录因子相关工具,本文的自动识别机、分类器对转录因子的识别和分类具有更为出色的能力。随后使用自动识别机、分类器对哺乳动物中的人、小鼠、大鼠基因组中的蛋白质序列进行分析,获得了大量的潜在转录因子。 在转录因子识别工作基础上,为了获得转录因子的下游靶基因信息,引入了反向工程思想,并发展了转录因子-下游调控基因作用对挖掘工具。随后使用该工具对人、小鼠、大鼠基因表达数据进行挖掘,获得了丰富的转录因子下游靶基因信息。使用fisher精确统计方法,对下游靶基因信息的可靠性进行检验,结果显示:在一定程度上,本文的挖掘工具是有效的,所获得的下游靶基因信息是可信的。 为进一步研究转录因子对下游靶基因的调控机制,对转录因子与顺式调控元件的结合规律进行了初步的探索:在整合多种生物学指标的基础上,通过决策树算法,建立了组合的顺式调控元件描述模型。使用人、小鼠、大鼠基因组中的多组转录因子-顺式调控元件相互作用数据,对组合模型进行测试,结果显示:组合模型能够很好地描述转录因子与顺式调控元件之间的识别偏好性,从而对二者的结合规律进行回答。 在上述工作基础上,为方便生物学家使用工作中挖掘获得的转录因子及下游靶基因信息,构建了综合的哺乳动物转录因子分析平台。平台不仅包含了丰富的转录调控数据,同时提供了方便的转录因子在线预测工具。该平台将成为转录调控领域的重要资源,并将为相关领域的研究提供有力的支撑。 本文对哺乳动物的转录因子及其靶基因进行了挖掘分析,有效地解决了目前哺乳动物转录调控数据积累不足的问题。在此基础上,就转录因子与顺式调控元件的结合规律进行了初步研究,提高了人们在分子层面上对转录调控机制的认识。我们相信,通过对转录因子的全景式研究,必将帮助人们在系统层面上对基因组信息进行解读。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:Q78

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;恐龙曾被虱子折磨[J];大科技(科学之谜);2011年06期
2 丰锦;陈信波;;抗逆相关AP2/EREBP转录因子研究进展[J];生物技术通报;2011年07期
3 苏米雅;张家新;;哺乳动物细胞凋亡分子机理的研究进展[J];中国农学通报;2011年17期
4 胡平;庄平弟;丁晓龙;王芳;;深圳市观澜森林公园哺乳动物调查[J];中国农学通报;2011年22期
5 巴特尔;孙伟;王丽霞;郭继彤;李喜和;;哺乳动物线粒体遗传和在体细胞克隆胚胎中的命运[J];生物技术通报;2011年09期
6 郑雷;张伟;华彦;;哺乳动物毛被传热性能及其影响因素[J];生态学报;2011年13期
7 Majid MIRZAIE ATAABADI;Gholamreza ZAREE;Zahra ORAK;;伊朗西北部 Varzeghan 附近晚中新世一些新化石地点的大哺乳动物(英文)[J];古脊椎动物学报;2011年03期
8 王敏君;陈费;向导;刘长城;何志颖;王欣;胡以平;;肝脏发育过程中转录因子的调控[J];生命的化学;2011年03期
9 王静;孔飞;张洪峰;刘艳;吴晓民;;陕西哺乳动物Web信息系统构建初探[J];西北大学学报(自然科学版);2011年03期
10 张晓妍;安利国;杨桂文;;天然免疫系统新成员Akirin的研究进展[J];中国细胞生物学学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张梦杰;杨云龙;祝建;陈平;李昂;贺美兰;李风知;;转录因子AP-2(α、β和γ)对Hela细胞中survivin基因表达的影响[A];华东六省一市生物化学与分子生物学学会2006年学术交流会论文集[C];2006年
2 高峰;夏瑞强;熊爱生;肖宁;洪义欢;姚泉洪;陈建民;;水稻AP2/EREBP类转录因子基因的功能研究[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
3 邸鹏;陈万生;张磊;;构建“转录因子-启动子”耦联载体开展植物生物碱次生代谢工程[A];中国植物学会七十五周年年会论文摘要汇编(1933-2008)[C];2008年
4 吴艳;徐岚;周迎会;吴士良;;人类β1,3半乳糖基转移酶7(UDP-Gal:betaGlcNAc beta 1,3-galactosyltransferase polypeptide 7)催化功能的研究以及该基因表达与转录因子ets-1的相关性的探索[A];2008年全国糖生物学学术会议论文摘要[C];2008年
5 吴艳;徐岚;吴士良;;人类β3GalT7/GNT8 (UDP-Gal:betaGlcNAc beta 1,3-galactosyltransferase polypeptide 7)催化功能的研究以及该基因表达与转录因子ets-1的相关性的探索[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2008年学术交流会论文摘要汇编[C];2008年
6 王日康;温强;段小鹿;汪海涛;Peter J.L;Atsumi Nitta;Srivastava,L.K.;Slavica K;郑文华;;FoxO转录因子抑制NGF诱导的PC12细胞神经分化[A];中国药理学会第十次全国学术会议专刊[C];2009年
7 李肖霞;宋一萌;朱振久;付成来;李承红;朱毅;;转录因子KLFs在血管内皮祖细胞增殖分化中的作用[A];第七届海峡两岸心血管科学研讨会论文集[C];2009年
8 李蕾;谢丙炎;戴小枫;杨宇红;;辣椒抗病相关WRKY转录因子基因的分离及特征分析[A];中国植物病理学会2006年学术年会论文集[C];2006年
9 郭振飞;赵雅清;;黄花苜蓿EREBP基因的克隆、表达及功能鉴定[A];2007年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2007年
10 郑毅;陈永平;;转录因子FoxO1与肝纤维化[A];传染病诊治高峰论坛暨2007年浙江省感染病学、肝病学学术年会论文汇编[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李金金;袁崇喜:听觉进化之路[N];北京科技报;2009年
2 毛文波;科学家发现一种新的哺乳动物[N];科技日报;2003年
3 科文;人类造成了大型哺乳动物的灭绝[N];北京科技报;2001年
4 ;在哺乳动物体中合成ω-3脂肪酸[N];中国医药报;2004年
5 记者 刘海英;英揭示哺乳动物脑体积大小之谜[N];科技日报;2011年
6 齐芳;我国科学家发现最早会飞哺乳动物[N];光明日报;2006年
7 郑杨;我科学家新近发现最早会飞哺乳动物[N];经济日报;2007年
8 记者 赵凡;亚洲毛兽揭示哺乳动物耳区演化[N];地质勘查导报;2009年
9 任霄鹏;河北发现中生代哺乳动物新物种[N];地质勘查导报;2007年
10 于文吉;哺乳动物耳朵在恐龙时代如何演化[N];科技日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑广勇;哺乳动物转录因子及其靶基因的挖掘分析[D];复旦大学;2009年
2 白延红;烟草花青素合成相关基因及转录因子基因的克隆与功能验证研究[D];西北农林科技大学;2012年
3 庄静;大白菜和甘蓝型油菜AP2/ERF家族转录因子的克隆与分析[D];南京农业大学;2009年
4 邱志刚;小麦DREB/ERF转录因子相互作用蛋白质的筛选与验证[D];中国农业科学院;2010年
5 姚春霞;GATA转录因子对心肌能量代谢及细胞增殖的调控机制研究[D];郑州大学;2012年
6 赵珏;转录因子Spr2调控中胚层形成和神经外胚层后部化[D];清华大学;2004年
7 李雪平;大豆DREB类转录因子基因的克隆及功能研究[D];中国农业大学;2004年
8 何莉;转录因子CTCF的功能研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2004年
9 张军;热休克转录因子4基因突变致先天性白内障分子机理研究[D];河南大学;2010年
10 李泽;Hippo信号通路下游转录因子复合物YAP-TEAD的结构与功能研究[D];复旦大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高哲;基于PWMSA算法拟南芥协同基因调控的预测[D];吉林大学;2009年
2 戚爱华;大白菜推定AP2/ERF转录因子cDNA的分离及表达载体的构建[D];福建农林大学;2008年
3 杨红梅;赤霉素相关转录因子NBF的进一步功能分析[D];新疆大学;2005年
4 张传庆;T-bet/IFN-γ信号转导在重型再生障碍性贫血发病机制中的作用[D];苏州大学;2008年
5 赵学强;通心络对自发性高血压大鼠心肌重构干预的实验研究[D];山东大学;2008年
6 韩巧玲;大豆重要抗逆相关基因GmE2、GmNAC2a的特性分析及功能鉴定[D];西北农林科技大学;2010年
7 殷建文;低温胁迫条件下拟南芥全细胞蛋白质的双向电泳分析[D];吉林大学;2005年
8 黄欣琼;人类心脏发育候选基因ZNF569的研究[D];湖南师范大学;2005年
9 李蕾;辣椒抗病相关CaWRKY转录因子基因的分离及特性研究[D];中国农业科学院;2006年
10 王宏刚;一个拟植物转录因子家族的初步研究[D];厦门大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026