收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

RNA二级结构的若干计算生物学问题研究

刘琦  
【摘要】: 对于RNA分子结构与功能的研究是当今生物信息学领域的一个非常重要的课题。随着研究的不断深入,RNA正在从人们眼中简单的、线性的、功能单一的分子形象演变成今天种类多样,结构复杂,功能特异的新个体,特别是大量非编码RNA的发现以及对于其功能特性的分析,使得人们逐步认识到RNA世界的多样性和重要性。RNA已经不仅仅被认为是DNA到蛋白质之间的一种信息传递中介,它已经逐渐在中心法则中取得了与DNA和蛋白质同等重要的地位。RNA组学(Rnomics)或者核糖组学(Ribonomics)也成为继基因组学(Genomics),蛋白质组学(Proteomics)等一系列系统生物学概念之后的一个崭新的系统交叉学科。 RNA分子结构与功能的研究不光依赖于实验手段,同时也需要借助生物信息学的方法进行分析,特别是目前对于RNA分子的研究已经进入了一个大规模的,高通量的,系统分析的时代,为了更加深入探索RNA结构与功能的关系,了解RNA在生命活动中的各种工作机制,大力发展RNA研究方面的生物信息学方法和技术显得尤为重要。在这样一个热点研究背景之下,本论文从算法设计以及计算机软件平台构建的角度,对于RNA分子结构相关的计算生物学问题进行研究。论文内容涉及RNA分子结构的表示,RNA结构预测,RNA结构比对,RNA结构的压缩和信息度的衡量,RNA综合分析平台的构建,以及非编码RNA基因预测等若干问题,属于计算机,生物,医学交叉的前沿学科领域。 论文的主要内容与成果概括如下: (1).对于RNA分子的结构表示理论进行了系统的分析,对于各种结构表示方法进行比较,同时提出了一种基于6-D编码的RNA分子二级结构表示方法,将RNA构象的二级结构转化为结构矩阵,提取矩阵奇异值向量作为其主要结构特征,从而从代数矩阵论角度给出了其分子结构的精确描述。 (2).对于RNA分子二级结构的预测算法进行了系统的阐述,基于图论极大独立集思想提出了一种基于Hopfield网络进行并行预测的有效算法,进一步提高了RNA二级结构预测的效率。 (3).对于RNA分子二级结构的各种相似度衡量算法进行了探讨和比较,采用6-D编码设计了一种利用矩阵奇异值分解进行结构比对的算法。 (4).基于上述相似度提出了一种新的模糊核聚类(Kernel Fuzzy C-means,KFCM)算法,应用于RNA二级结构构象的聚类分析中。结果表明该聚类算法对于RNA构象分析十分有效。 (5).构建了RNA结构比对以及结构构象聚类的整合软件平台(RNACluster),将基于最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST)表示的聚类算法应用于RNA分子的构象聚类、RNA构象转换(RNA conformational switches)以及非编码RNA预测当中。 (6).首次提出了RNA二级结构压缩的概念,设计了一种利用上下文无关文法压缩RNA二级结构的算法,构建了相关软件(RNACompress),该软件可以有效的对于RNA一级序列及二级结构同时进行建模,并且进行无损压缩。 (7).首次引入基于压缩的Kolmogorov复杂度来衡量RNA结构的信息度。并将其应用于11种GTP-binding RNA核酸适体(aptamer)的结构信息度衡量及其绑定活性与结构信息复杂度关系的定量研究中。 (8).对于非编码RNA的相关概念及其基因预测算法进行了论述。系统总结了非编码RNA相关的网上平台与数据库资源。对于非编码RNA计算生物学领域的未来研究方向和研究热点提出了自己的看法,并作了相应展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王鹤尧,卜凤荣,陈琳;聚合牛血红蛋白二级结构初步研究[J];生物技术通讯;1999年02期
2 唐四薪;向卓;刘艳波;;RNA二级结构预测的计算语言学方法[J];衡阳师范学院学报;2008年06期
3 吴玉章,朱锡华;Pre-S2蛋白抗原表位及二级结构的预测与比较[J];免疫学杂志;1993年01期
4 张静,刘次全;真核生物mRNA二级结构与内含子剪接[J];生物化学与生物物理进展;1999年04期
5 刘光清,倪征,云涛,梁华丽,华炯刚,李双茂,杜清云;猪圆环病毒II型结构蛋白的二级结构及其B细胞抗原表位预测[J];中国预防兽医学报;2005年06期
6 毛华伟;赵晓东;杨锡强;;人偏肺病毒黏附蛋白的二级结构及B细胞表位初步预测[J];中华微生物学和免疫学杂志;2005年12期
7 李建龙;王正志;;siRNA活性与mRNA二级结构关系的研究[J];生物医学工程研究;2006年01期
8 叶锋;安英格;秦德志;杨林;佘岚;邢瑞敏;;羟基磷灰石结晶对牛血清白蛋白二级结构影响的光谱研究[J];光谱学与光谱分析;2007年02期
9 卢雁;张玮玮;王公轲;;FTIR用于变性蛋白质二级结构的研究进展[J];光谱学与光谱分析;2008年01期
10 李晶;张冬娟;张园;黄蔚;唐建国;杨吉春;;Tyr61的芳香族侧链对稳定瘦素的结构至关重要(英文)[J];中国生物化学与分子生物学报;2009年03期
11 田素燕;李连之;高磊;穆建帅;刘晓燕;谭相石;;圆二色光谱法研究环境因素对细胞红蛋白二级结构的影响[J];分析化学;2009年08期
12 华庆新;蛋白质二级结构的实测与预测[J];生物化学与生物物理进展;1990年02期
13 孙之荣,赵卫东,赵南明,杨存荣;用模式识别方法预测膜蛋白RC、BR和RH的二级结构[J];生物物理学报;1993年01期
14 毛成建,洪国藩;豌豆根瘤菌结瘤基因启动子内二级结构区与转录活性有关[J];微生物学报;1994年06期
15 张平武,王易伦,陆德如;mRNA翻译起始区二级结构改变对干扰素基因在大肠杆菌中翻译的影响[J];生物技术通讯;1998年01期
16 燕翔;马文丽;宋艳斌;张宝;郑文岭;;目标序列二级结构对RNA干扰效果的影响[J];基础医学与临床;2006年06期
17 石鸥燕;杨晶;杨惠云;田心;;简单的一致性方法预测蛋白质二级结构[J];现代生物医学进展;2007年11期
18 李江涛;殷相平;柳纪省;胡永浩;;狂犬病病毒糖蛋白基因的克隆及其二级结构和B细胞抗原表位预测[J];动物医学进展;2008年03期
19 郑欣亚;马文丽;陈启龙;郑文岭;;复合编码支持向量机预测蛋白质二级结构[J];微计算机信息;2009年13期
20 魏小娟;张继瑜;王松泰;李剑勇;周旭正;牛建荣;李金善;;福氏2a志贺菌DNA转录激活蛋白MarA的二级结构及其B细胞抗原表位预测[J];黑龙江畜牧兽医;2009年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘卫东;庞玉玺;刘爱琢;裴奉奎;;眼镜王蛇神经毒素(CM-11)的一级序列、二级结构和三级结构的确定[A];第九届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1996年
2 田琨;陈新;;热诱导大豆蛋白膜构象转变动力学研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
3 袁青青;曹惠;邵正中;;电喷法制备丝素蛋白纳米微球[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
4 赵武;李斌;梁家幸;梁保忠;姚瑞英;黄安国;何颖;蒋玉雯;;猪细小病毒自然弱毒N株(PPV-N株)VP1蛋白二级结构及B细胞抗原表位预测[A];中国畜牧兽医学会家畜传染病学分会第七届全国会员代表大会暨第十三次学术研讨会论文集(上册)[C];2009年
5 田琨;陈新;邵正中;;大豆分离蛋白在溶液和膜中构象的初步研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
6 刘茹;熊善柏;谢笔钧;;不同pH值下鲢肌球蛋白的二级结构对胶凝特性的影响[A];2008年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2008年
7 何晓芳;温硕洋;庞雄飞;;拟澳洲赤眼蜂ITS2二级结构及其推导的地理种群进化[A];昆虫与环境——中国昆虫学会2001年学术年会论文集[C];2001年
8 付诚杰;邵正中;;非自然吐出柞蚕丝的力学性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
9 邱阳;林克椿;聂松青;;HIV-1gp41N端融合肽及其突变体与脂膜作用后二级结构的变化[A];第七届全国生物膜学术讨论会论文摘要汇编[C];1999年
10 黄金海;杨汉春;郭鑫;陈艳红;韩军;;PRRSV GP5蛋白的高效表达、纯化与结构分析[A];中国畜牧兽医学会畜牧兽医生物技术学分会暨中国免疫学会兽医免疫分会第六次研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘琦;RNA二级结构的若干计算生物学问题研究[D];浙江大学;2008年
2 于萌;定位于人类17号染色体上新发现的非编码RNA-ncRAN基因的鉴定及其在神经母细胞瘤中作用研究[D];中国医科大学;2009年
3 闫若潜;鸡BF2和β2m分子特征与二级结构及其复合体鉴定病毒表位的研究[D];中国农业大学;2005年
4 莫春丽;傅立叶变换红外光谱对再生丝蛋白二级结构的表征[D];复旦大学;2009年
5 宗小红;铜离子和pH对再生丝素蛋白二级结构的影响[D];复旦大学;2005年
6 吴峰;靶向HER-2的siRNA治疗乳腺癌的实验研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
7 张华东;1.livin反义脱氧核苷酸抗癌作用相关研究 2.DCQA食蟹猴长期毒性试验及伴随毒代动力学研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2005年
8 宋海峰;基于系统发育比较分析的反义药物优化设计及相关药理学研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2004年
9 周春才;蜘蛛丝蛋白摸拟聚合物的合成及其结构、性能的研究[D];复旦大学;2004年
10 杨艳红;微小RNA及其生物合成相关基因在小鼠着床前胚胎中表达的实验研究[D];第四军医大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李志杰;E亚类I型内含子的结构预测与系统发生分析[D];武汉大学;2005年
2 姚占全;应用圆二色光谱研究电场对蛋白质(酶)构象的影响[D];内蒙古大学;2005年
3 燕翔;RAS基因在K562细胞凋亡中的作用研究[D];第一军医大学;2005年
4 昝玉顺;微RNA基因机器识别算法的开发与优化[D];南京农业大学;2007年
5 吴琼;小鼠生长抑素干扰RNA的设计与筛选[D];吉林大学;2007年
6 张永刚;磷脂酶D制备磷脂酰甘油的酶学特性研究[D];江南大学;2008年
7 李莎莎;蛋白质吸附的拉曼光谱研究[D];天津大学;2008年
8 郭晨;人类pre-mRNA二级结构的数据库建立及与蛋白质相关性的分析[D];云南大学;2010年
9 管乃洋;非编码RNA基因识别模型的设计与实现[D];国防科学技术大学;2006年
10 郭颖;RNA的二级结构[D];大连理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 电脑商报记者 彭敏;何东辉:平衡与成长的艺术[N];电脑商报;2008年
2 孙丰雷 杨公涛 高 华;灵芝降糖作用的研究[N];中国中医药报;2006年
3 中国政法大学马列学院教授 常绍舜;马克思主义哲学发展的新趋势[N];浙江日报;2007年
4 银河证券研究中心 胡立峰;基金走进繁荣期[N];证券时报;2006年
5 朱广平 刘远桥;青光眼基因芯片研究取得重大进展[N];科技日报;2005年
6 朱广平 刘远桥;三军医大大坪医院 青光眼基因芯片研究取得进展[N];中国医药报;2005年
7 大同报社 董秉梅;加强新时期工会组织建设[N];大同日报;2008年
8 记者 易运文;职业资格证在深圳越来越吃香[N];光明日报;2003年
9 ;瑞星RIDS-100:检测入侵 监控网络[N];计算机世界;2002年
10 郑青;揭开抗菌肽生物活性的面纱[N];医药经济报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978