基因和蛋白不一致的分析

这是我最近实验遇到的问题，拿出来请教一下各位

我的目的基因经real-time pcr 验证，在病灶区和非病灶区中，20多对样本，两两对照，最低的表达差异也要高出10倍。

但是我用western和组化研究蛋白时，发现表达几乎无差异。我在考虑可能是什么可能使得目的基因在mrna水平上变化如此之大（我认为这变化应该和我研究的疾病有关，可能是疾病的因，也可能是果，不然不会在疾病中表达差异这么明显这么一致，不知各位同意否），以便设计我下面的实验。

我想出来的可能性：

1、可能我的目的基因位于基因组拷贝数变化的一个区域内，可能是它相邻的基因在疾病中发挥了作用，但是我用real-time做过它相邻的基因，没有变化，因此我基本否认了这个猜测。

2、也可能是另一种蛋白高表达引起了这个疾病，而这个蛋白可能同时又调控我研究的目的基因的表达，不知这样的猜测应该如何设计实验进行验证比较好？

因为才疏学浅，只想到了这两种可能性，因为请问还有没有其他的可能性呢？望版上各位不吝赐教。

首先建议验证qPCR assay的重复性和可靠性。

2. 有无在mRNA水平由于alternative splicing而引起的两者水平不一致？

关于这个问题，要分开两步来分析。

第一，在mRNA水平，你用不同的样本、多次qPCR均有10倍以上的差异，相信你的结果是非常肯定的，这一结果不用怀疑；

第二，在蛋白质检测水平，你用免疫组化与western blot均证实该抗体的信号没有明显差异，个人觉得这个结果也应该比较肯定的；

但是，两者的不一致导致你的怀疑，难以解释。从mRNA到蛋白一般来说很少出现这样的差异，至于alternative splicing的可能，你可以认真检索一下该基因是否存在splicing而产生的多个transcriptor，而你的引物又刚好引起了这种差异。因为现在的引物设计软件是比较严谨的，这种原因可以分析出来。由于这个基因不是新的，所以很多信息都可以查到，这个问题很容易解决。

到于蛋白质的检测要受到抗体特异性的限制，你所使用的抗体是否是国际公认的大公司所生产的，有没有其它文章已经使用过并且证明特异性很好；能否找一个该基因明显变化的细胞模型，然后用qPCR与western检验一下该基因的变化。

还有一种非常低级、概率非常低的可能，就是你所买的抗体根本就不是你所

需要的抗体，而是其它没有变化的蛋白的抗体，甚至是actin这类的内参，所以上面提到的用细胞模型来验证抗体的特异性也是一个原因。

根据你的描述，我觉得基因表达和蛋白表达的结果都没有问题。因为对于基因水平，多次重复后，两者都相差10倍以上，而蛋白水平你又是通过WB（定量）和IHC（半定量）2种不同的检测方法后得到的一致的结果，因此毋庸怀疑。当然，如果你还在怀疑蛋白水平的话，建议你可以再试试采用放射免疫分析法或者elisa方法对蛋白水平进行定量分析，如果结果还是没有改变的话，那就完全证明蛋白的确没有变化。

我们都希望实验出现阳性的结果，这样在写文章的时候就可以大写特写，否则，就无话可说，甚至认为这实验白做了，更有甚者，出现捏造或者篡改实验数据，人为地把实验结果改为阳性。其实，这种做法后果很严重，应该杜绝。

首先，我有几个问题想自问一下：

1、为什么一定要基因表达和蛋白表达都要有差异呢？

2、为什么不可以基因表达有差异，而蛋白表达无差异呢？

3、为什么不可以基因表达无差异，而蛋白表达有差异呢？

4、为什么不可以基因表达和蛋白表达都无差异呢？

带着这几个问题，我个人觉得：

1、如果基因表达和蛋白表达都没有差异，可能说明在这种实验处理条件下，这个基因在转录水平和翻译水平上都不存在调节。还有另外一种情况是，可能和你处理的时间、剂量/程度以及采样的时间段有关。如果是后几种可能的话，那么你就要分别检测在不同处理时间、不同的剂量/程度及不同的采样时间段，来检测你样品中基因和蛋白的表达水平，最后才能定论了。

2、如果基因表达和蛋白表达都有差异，很简单，这种结果是我们预期想要的，此时就可大写特写该基因的生理功能和调节作用了。

3、如果基因表达无差异，而蛋白表达有差异。乍一看，有点矛盾，其实不然，对于这样的结果，我们可以解释为，在这种实验处理条件下，这个基因在翻译水平上存在调节，并且这个蛋白对这种病理性症状可能具有一定的调节功能，因为该基因蛋白表达有差异嘛。

4、如果基因表达有差异，而蛋白表达无差异。对于这一结果，也就是楼主所反映的实验现象，乍一看，有点矛盾，而且也不好解释。仔细一想，其实不然，对于这样的结果，我们首先可以初步判断，在这种实验处理条件下，这个基因在转录水平存在调节，但是在翻译水平上不存在调节。为什么会只在转录水平存在调节呢？对于这个问题的解答，实际上就是回答在这种实验处

理条件下，这个基因的转录调控了，也就是寻找这个基因的上游，存在哪些基因或者转录因子，参与了这个基因转录活性的调节。这个问题的解决有点难哦~，涉及到分子生物学的很多知识。

1、如果这个基因比较经典，序列已经有了，并且已经大概知道了受哪些基因的调控，那么可以先将这个基因的调控区序列从基因银行里调出来，然后进行序列比对，找到这个基因的整个调控区有哪些关键基因的结合位点。

2、找到结合位点后，然后要对这个基因进行克隆，将一些重要的结合位点截去，或者用错乱序列取代（即突变），然后进行质粒构建，重组，并将之连接到带有荧光报告基因的载体上。

3、接下来进行细胞转染，并检测报告基因荧光素酶的活性，根据荧光素酶活性水平的差异，确定上游的哪些关键基因参与了在你的实验条件下，目的基因转录活性的调控。

4、根据上述结果，你可以进一步采用敲除关键基因或者目的基因的手段，或者采用转基因动物，在体上进一步研究这些关键的调节基因或目的基因的生物学功能，如果实验结果是你想要得到的话，那么一切就OK了。

当然，这些证明实验有点难度，但是，只要能够做出来，应该是一篇很好的文章了，可以说，投5以上的杂志应该问题很小了。

我觉得会不会还有以下的可能性：

1、该蛋白质mRNA升高以后蛋白质也确实表达上调了，但是该蛋白的定位却有了变化，分泌出细胞了？

2、虽然mRNA升高了（这说明转录步骤是上调的），但是另外还有控制该基因翻译的负调控因素被激活，这是很正常的，蛋白质的表达本身就是多步骤调控的结果，而且功能越重要的蛋白质其调控也就越复杂

基因工程的应用和蛋白质工程

百度文库 - 好好学习，天天向上
【课 题】专题一——基因工程——第 1．3 基因工程的应用第 1。4 蛋白质工程的崛起
【教学目标】1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认
同基因工程的应用促进生产力的提高。 4.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。 5.简述蛋白质
工程的原理。 6.尝试运用逆向思维分析和解决问题。
【教学流程】
一、知识预习：
1、植物基因工程技术主要用于提高农作物的
（如
、
、
、
和
等），以及
和
利用植物生产
等方面。
2、目前防治作物虫害的发展趋势是从某些生物中分离出
，将其导
入
中，使其具有
。用于杀虫的基因主要是
、
、
、
等。
3、引起植物生病的微生物称为
，主要有
、
和
等。抗病转基因植物所采用的基因，使用最多的是
和
；抗真菌转基因植物中可使用的基因有
和
。
4、目前科学家利用一些可以调节
的基因，来提高农作物的抗盐碱和
能力；将鱼的
导入烟草和番茄，提高其耐寒能力；将
导入
作物，使作物抗除草剂。
5、利用转基因技术可以提高生物中的
的含量、延长贮存时间、改变花色等，
从而提高作物品质。
6、动物基因工程可用于
，
，
，
。
7、基因工程药物包括
、
、
、
、
等。
8、治疗遗传病的最有效手段是
，这种方法是把
导入病人体
内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到
的目的，可分为
和
两条途径。
9、基因工程的实质是将一种生物的
转移到另一种生物体内，使后者产生本不能
产生的
，进而表现出
。其缺点是在原则上只能生产
，而天然蛋白质的
符合
的需要，
却不一定完全符合
的需要。
10、蛋白质工程是指以蛋白质分子的
及其与
的关系作为基
础，通过
或
，对
进行改造，或制造
，以满足
的需求。
11、蛋白质工程的途径是：预测蛋白质功能→设计预期的
→推测应有的
→找到相对应的
。
12、蛋白质工程具有
的前景，但
。
-1

基因组学与蛋白质组学

《基因组学与蛋白质组学》课程教学大纲 学时： 40 学分：2.5 理论学时： 40 实验学时：0 面向专业：生物科学、生物技 术课程代码：B7700005先开课程：生物化学、分子生物 学课程性质：必修/选修执笔人：朱新 产审定人： 第一部分：理论教学部分 一、课程的性质、目的和任务 《基因组学与蛋白质组学》是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机技术等的迅猛发展而诞生的，是融合了生物信息学、计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域。是当今生命科学研究的热点与前沿领域。由于基因组学与蛋白质组学学科的边缘性，所以本课程在介绍基因组学与蛋白质组学基本基本技术和原理的同时，兼顾学科发展动向，讲授基因组与蛋白组学中的热点和最新进展，旨在使学生了解现代基因组学与蛋白质组学理论的新进展并为相关学科提供知识和技术。 二、课程的目的与教学要求 通过本课程的学习，使学生掌握基因组学与蛋白质组学的基本理论、基础知识、主要研究方法和技术以及生物信息学和现代生物技术在基因组学与蛋白质组学上的应用及典型研究实例，熟悉从事基因组学与蛋白质组学的重要方法和途

径。努力培养学生具有科学思维方式、启发学生科学思维能力和勇于探索，善于思考、分析问题的能力，激发学生的学习热情，并通过学习提高自学能力、独立思考能力以及科研实践能力，为将来从事蛋白质的研究奠定坚实的理论和实践基础。 三、教学内容与课时分配 第一篇基因组学

第一章绪论（1学时） 第一节基因组学的研究对象与任务； 第二节基因组学发展的历程； 第三节基因组学的分子基础； 第四节基因组学的应用前景。 本章重点： 1. 基因组学的概念及主要任务； 2. 基因组学的研究对象。 本章难点： 1.基因组学的应用及发展趋势； 2.基因组学与生物的遗传改良、人类健康及生物进化。建议教学方法：课堂讲授和讨论 思考题： 查阅有关资料，了解基因组学的应用发展。 第二章人类基因组计划（1学时） 第一节人类基因组计划的诞生； 第二节人类基因组研究的竞赛； 第三节人类基因组测序存在的缺口； 第四节人类基因组中的非编码成分； 第五节人类基因组的概观； 第六节人类基因组多样性计划。 本章重点： 1. 人类基因组的研究； 2. 人类基因组多样性。 本章难点： 人类基因组序列的诠释。 建议教学方法：课堂讲授和讨论 思考题：

基因测序案例

分析草案 项目名称：西北农林科技大学18个花绒寄甲转录组+18个小RNA+6个蛋白定量分析（iTRAQ)测序及分析合同 （无参考基因组） 委托人（甲方）：西北农林科技大学林学院 受托方（乙方）： 签订地点： 签订日期：年月日 有效期限：年月日至年月日

1．项目描述 1）材料说明：研究对象为花绒寄甲（Dastarcus helophoroides），实验方案是对4龄期L1、6龄期L2、蛹期L3、1年成虫L4、2年成虫L5、4年成虫L6共6个时间点（每个时间点有3个生物学重复）的样本进行18个转录组测序、18个Small RNA测序、6个ITRAQ蛋白定量实验。其中，转录组、Small RNA测序使用同一样品。 2）项目背景信息与项目策略 3）测序数据分组、合并及符号 发育节点: 4龄期L1 6龄期L2蛹期L3 1年成虫L4 2年成虫L5 4年成虫L6 原始重复数据：(1-3) (1-3) (1-3) (1-3) (1-3) (1-3) mRNA合并数据： X1 X2 X3 X4 X5 X6 X1-X6合并=T ↓↓↓↓↓↓ 7组拼接数据：X1● X2● X3● X4● X5● X6●X1●-X6●合并=T●蛋白质翻译库X1d● X2d● X3d● X4d● X5d● X6d●Td● 按照链特异性文库建库strand-specific RNA sequencing(Directional RNA-Seq) Small RNA合并：Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y1-Y6合并=U ↓↓↓↓↓↓↓注释比对库 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 U 蛋白质组数据： D1 D2 D3 D4 D5 D6 D1-D6合并=V ↓↓↓↓↓↓↓注释比对库 D1 D2 D3 D4 D5 D6 V 对比15次： L1-L2，L1-L3，L1-L4，L1-L5，L1-L6；L2-L3，L2-L4，L2-L5，L2-L6；L3-L4，L3-L5，L3-L6；L4-L5，L4-L6；L5-L6

基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响

通过校园网进入数据库例如维普期刊数据库、CNKI、超星电子图书等。完成 A、任选一题，检索相关资料，截取检索过程图片，做成一个ppt文件（50分）。 B、写综述形式的学术论文(学术论文格式，字数不限，正文字体小四)，做成word文件（50分）。要求：按照自己的思路组织成文件，严禁抄袭。 写明班级学号，打印纸质版交给老师。 1、对检索课题“磷酸对草莓生长和开花的影响”检索中文信息。提示：磷酸的化学物质名称是“Phosphonic acid ”普通商业名称是“ethephon”， 2、基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响 3、红霉素衍生物的设计、合成与抗菌活性研究 4、HPLC法测定复方谷氨酰胺肠溶胶囊中L-谷氨酰胺的释放度 姓名：朱艳红 班级： 11生科师范 学号： 11223074 学科教师：张来军

基因组学和蛋白质组学对新药研发的影响琼州学院生物科学与技术学院 11生科师范2班朱艳红 11223074 摘要 20世纪末伴随着人类基因组计划的实施，相继产生了基因组学和蛋白质组学，基因组学和蛋白质组学的迅速发展，对药学科学产生着深远的影响。文章在简介蛋白质组学基本概念、核心技术的基础上，综述了基因组学和蛋白质组学对新药研发带来的影响。 关键词：基因组学；蛋白质组学；药物研发 The impact of genomics and proteomics on the research and development of innovative drug abstract With the implementation of the 20th century,Genomics and proteomics had emerged one after the other. Driven by Soaring development of the omits，pharmaceutical industry presents a new vision，all human life faces a promising future. On the basis of proteomics Introduction to basic concepts, core technology, reviewed the genomics and proteomics research on the impact of new drugs. Keywords:Genomics; proteomics; drug development

高中生物技术与生物工程基因工程和蛋白质工程第3节蛋白质工程学案3

第三节蛋白质工程 1．简述蛋白质工程。 2．蛋白质的分子设计。(难点) 3．蛋白质工程的应用。(重点) 1．蛋白质工程 (1)依据：蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系。 (2)改造对象：利用生物技术手段对蛋白质的DNA编码序列或直接对蛋白质进行有目的的改造。 (3)产物：创造出自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子，也就是产生新的蛋白质。 (4)本质：改造控制该蛋白质合成的基因结构。 2．蛋白质的分子设计 (1)小范围改造 对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换。 (2)蛋白质拼接组装 对不同来源的蛋白质进行拼接组装。 (3)蛋白质从头设计 从氨基酸的排列顺序出发，设计制造出自然界不存在的全新蛋白质。 3．蛋白质工程的基础 蛋白质工程的基础是基因工程。所以蛋白质工程又叫第二代基因工程。 [合作探讨] 蛋白质分子的设计是一项复杂而艰巨的工程，其基本流程可以用下图表示：

探讨1：构建新的蛋白质模型是分子设计的关键环节，你认为构建蛋白质模型的依据是什么？ 提示：构建蛋白质模型的依据是控制这种蛋白质合成的基因以及蛋白质的空间结构。 探讨2：通过DNA合成形成的新基因怎样才能得到准确的表达？ 提示：通过基因工程技术，将新基因导入大肠杆菌等受体细胞中，新基因在受体细胞中指导合成新的蛋白质。 探讨3：有的学者认为，蛋白质工程本身也是研究蛋白质结构和功能的一种有力工具。你是怎么看待的？ 提示：这些学者认识恰当，蛋白质结构直接影响其功能活性，要想研究蛋白质结构与功能的关系，蛋白质工程就是有力工具，利用这种工具可以改变蛋白质的空间结构，探究功能的改变而做出相应的科学结论。 [思维升华] 1．蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 2．蛋白质工程的目标 是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成。 3．蛋白质工程的基本途径 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。 1．下列关于蛋白质工程的基本流程中正确的是( ) ①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④根据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列 A．①→②→③→④B．④→②→①→③

高中生物知识点题库 蛋白质工程与基因工程的区别GZSW150

1．限制酶可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamHⅠ、EcosR Ⅰ、HindⅢ及BglⅡ的辨识序列及每一种限制酶的特定切割部位。 其中哪两种限制酶切割出来的DNA片段末端可以互补结合，其末端互补序列是() A．BamHⅠ和EcoRⅠ；末端互补序列：—AA TT— B．BamHⅠ和HindRⅢ；末端互补序列：—GA TC— C．BamHⅠ和BglⅡ；末端互补序列：—GATC— D．EcoRⅠ和HindⅢ；末端互补序列：—AATT— 答案：C 解析：BamHⅠ和BglⅡ切出的黏性末端碱基能互补配对，互补序列都含有—GA TC—。 题干评注： 问题评注： 2．基因工程生产人体糖蛋白时，自然状况下的大肠杆菌不宜作为受体细胞，因为它缺少() A．内质网和高尔基体B．需氧呼吸所需酶C．高尔基体和核糖体D．线粒体和内质网答案：A 解析：糖蛋白需要内质网、高尔基体加工，大肠杆菌是原核细胞，没有内质网和高尔基体。题干评注： 问题评注： 3．ω-3脂肪酸是深海“鱼油”的主要成分，它对风湿性关节炎以及糖尿病等有很好的预防和辅助治疗作用。科学家从一种线虫中提取出相应基因，然后将该基因导入猪胚胎干细胞，以期得到富含ω-3脂肪酸的转基因猪。下列相关叙述正确的是() A．从线虫中提取目的基因需用特定的限制性内切酶，此酶作用于氢键 B．构建重组DNA时，常用的运载体是质粒，受体细胞只能是胚胎干细胞 C．将含ω-3脂肪酸基因导入胚胎干细胞后，可用特定的选择培养基筛选导入成功的受体细胞 D．培育转基因猪需利用转基因技术、动物细胞培养技术、核移植技术 答案：C 解析：限制性内切酶不是作用于氢键，而是作用于磷酸二酯键。受体细胞可以是胚胎干细胞，也可以是受精卵。培育转基因猪未涉及核移植技术。 题干评注： 问题评注： 4．下列关于生物工程相关知识的叙述，正确的是() ①在人工合成目的基因时，蛋白质中氨基酸的顺序可为合成目的基因提供资料 ②若想通过植物细胞培养的方法来生产紫草素，需由愈伤组织分化为植物体 ③用放射性同位素、荧光素等标记的DNA分子作为探针可进行基因诊断 ④限制酶基因只存在于微生物体内，通常用鸟枪法来获得 ⑤质粒的复制既能在自身细胞中完成，也能在宿主细胞内完成 A．①②⑤ B．③④⑤C．①③⑤D．②③④ 答案：C 解析：本题主要考查基因工程的相关知识。在人工合成目的基因时，可通过蛋白质中氨基酸

基于文献挖掘和基因共表达网络的基因与疾病关联分析

基于文献挖掘和基因共表达网络的基因与疾病关联分析 近年来,高通量技术的发展和研究能力的增长带来了大规模的生物数据。生物信息学的主要课题之一是从海量数据中挖掘导致疾病的分子机制。本文基于PubMed文献摘要和由微阵列数据生成的基因共表达网络来挖掘疾病与基因的关联性,并应用于癌症和艾滋病这两种复杂疾病。随着生物医学相关文献的爆炸性增长,从文献中寻找需要的信息变得越来越困难。基于关键词的传统搜索引擎难以满足较复杂的搜索需求。为了解决这一问题,本文提出了语义搜索的广义匹配原则:蕴含检索查询输入语义的目标文本应出现在搜索结果中,并开发 了基于广义匹配原则的语义搜索引擎Sensehit。Sensehit整合了MeSH、Entrez 基因、UniProt、UnitProt Keywords、基因本体、HGNC、miRBase、HomoloGene等数据库中的生物医学背景知识,基于自然语言处理技术提取PubMed文献摘要中的语义,可用于搜索基因调控模式、蛋白质相互作用、蛋白质修饰、因果关系等生物医学相关信息,为疾病分子机制的研究提供方便。近年来,许多研究表明microRNA在癌症中扮演着重要的角色。为了从PubMed文献摘要中寻找和评估microRNA家族与癌症的关联性,本文基于正则表达式识别文本中的microRNA,基于MeSH术语标注获得文献涉及的癌症类型,基于Fisher 精确检验评估microRNA家族和癌症类型的关联性,并建立了记录这 些关联信息的数据库miCancema,可通过Web界面供研究者免费查阅。miCancerna覆盖的文献数是同类数据库miR2Disease的两倍以上,并达到90%以上的精确度。同时,本文进一步将其中显著的microRNA与

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析 一、知识归纳 1．与DNA分子相关的酶 名称作用参与的生理过程应用限制性核酸内切 酶 切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧 酸 DNA复制 RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷 酸 转录 解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录 逆转录酶以RNA为模板合成DNA逆转录及基因工程 特别注意： （1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。 （2）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。 2．基因工程的基本操作程序 （1）获取目的基因 ①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中通过 克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。 PCR技术与DNA复制的比较 比较项目PCR技术DNA复制 相 同 点 原理DNA双链复制（（碱基互补配对） 原料四种游离的脱氧核苷酸 条件模板、ATP、酶等 不 同 解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制主要在细胞核内

点 酶 热稳定的DNA聚合酶（Taq 酶） 细胞内含有的DNA聚合酶结果 在短时间内形成大量的DNA 片段 形成整个DNA分子 （2）基因表达载体的构建（基因工程的核心） ①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目 的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法 生物 种类 植物细胞动物细胞微生物细胞常用 方法 农杆菌转化法显微注射技术Ca2+处理法受体 细胞 体细胞受精卵原核细胞 转化 过程 将目的基因插入Ti质粒 的TDNA上→农杆菌→导 入植物细胞→整合到受体细 胞的DNA→表达 将含有目的基因的表达 载体提纯→取卵（受精卵） →显微注射→受精卵发育→ 获得具有新性状的动物 Ca2+处理细胞→感受态 细胞→重组表达载体与感受 态细胞混合→感受态细胞吸 收DNA分子特别注意：受体细胞中常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物──大肠杆菌、酵母菌等，但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必 需用真核生物酵母菌──需内质网、高尔基体的加工、分泌。一般不用支原体，原因是它营 寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核和众多的细胞器，不能合成 蛋白质。

【CN109872772A】利用权重基因共表达网络挖掘结直肠癌放疗特异性基因的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910114252.X (22)申请日 2019.02.14 (71)申请人 辽宁省肿瘤医院 地址 110042 辽宁省沈阳市大东区小河沿 路44号 (72)发明人 王哲　刘星吾　 (74)专利代理机构 沈阳亚泰专利商标代理有限 公司 21107 代理人 史力伏 (51)Int.Cl. G16B 20/00(2019.01) G16B 40/00(2019.01) (54)发明名称 利用权重基因共表达网络挖掘结直肠癌放 疗特异性基因的方法 (57)摘要 本发明涉及权重基因共表达网络，特别涉及 一种利用权重基因共表达网络挖掘结直肠癌放 疗特异性基因的方法。本发明利用权重基因共表 达网络挖掘结直肠癌放疗特异性响应基因的方 法，通过权重基因共表达网络为挖掘结直肠癌放 疗特异性响应基因提供了新途径，为预测结直肠 癌患者生存预后提供了新的依据。针对本发明的 方法发现的靶点基因的放疗可以在一定程度上 提高结直肠癌患者的生存预后，降低结直肠癌患 者死亡率，解决实际的临床问题，为广大患者提 供了更佳的选择。权利要求书3页 说明书7页 附图7页CN 109872772 A 2019.06.11 C N 109872772 A

1.利用权重基因共表达网络挖掘5个结直肠癌放疗特异性响应基因，分别为CCNE1、CDT1、MCM6、DBF4、CENPK。 2.一种利用权重基因共表达网络挖掘结直肠癌放疗特异性响应基因的方法，其特征在于，具体包括以下步骤： 步骤1、下载GEO的基因表达谱数据，将数据标准化后，使用方差分析筛选出在放疗前后在癌细胞与癌旁细胞中表达存在差异的基因，使用WGCNA对这些基因构建加权共表达网络，挖掘共表达模块，并对每一个模块做KEGG富集分析，观察每个模块的功能； 步骤2、计算每个模块与癌症放疗的关系，筛选出与癌症放疗最相关的模块，提取出这些模块的共表达网络，整合人类蛋白质互作网络，构建共表达-互作子网，分析子网中的基因，最终筛选出最合适的目的基因； 步骤3、为证明结果的有效性，再次对目的基因进行KEGG通路分析以及利用gepia在线工具定制化分析关键基因在癌细胞与癌旁细胞中的表达变化。 3.如权利要求所述的利用权重基因共表达网络挖掘结直肠癌放疗特异性响应基因的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤： 1）GEO数据下载和数据预处理：从GEO数据库下载GSE15781结直肠癌的芯片，为了标记芯片中的基因，需要插入相应的基因探针首先将探针插入到对应基因上，去除掉空载的探针；然后下载数据集Quantile normalized signal intensity；当多个探针对应一个基因时取中位数作为该基因的表达水平； 2）筛选在各类样本中差异的基因：使用方差分析计算每个基因在各类样本中的表达情况以筛选出各类样本中差异的基因，选择p值小于0.05的基因作为后续分析的目标基因； 3）基因共表达网络构建：WGCNA是使用基因表达数据来构建无尺度网络的系统生物学方法，首先构建基因表达相似性矩阵，即计算两两基因之间皮尔森相关系数的绝对值，使用公式1计算基因i和基因j之间的皮尔森相关系数，其中i和j分别是第i个基因和第j个基因 的表达量； 然后使用公式2将基因表达相似性矩阵转换成邻接矩阵，网络类型为signed.，其中β为软阈值，即每对基因的皮尔森相关系数的β次方，这一步能够从指数级别强化强相关性、减 弱弱相关性； 下一步使用公式3将邻接矩阵转换成拓扑矩阵，拓扑重叠可以用来描述基因之间的关联程度；公式3： 权　利　要　求　书1/3页2CN 109872772 A

基因组学(结构基因组学和功能基因组学).

问:基因组学、转录组学、蛋白质组学、结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学研究有哪些特点? 答:人类基因组计划完成后生物科学进入了人类后基因组时代,即大规模开展基因组生物学功能研究和应用研究的时代。在这个时代,生命科学的主要研究对象是功能基因组学,包括结构基因组研究和蛋白质组研究等。以功能基因组学为代表的后基因组时代主要为利用基因组学提供的信息。 基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(struc tural genomics和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics。结构基因组学代表基因组分析的早期阶段,以建立生物体高分辨率遗传、物理和转录图谱为主。功能基因组学代表基因分析的新阶段,是利用结构基因组学提供的信息系统地研究基因功能,它以高通量、大规模实验方法以及统计与计算机分析为特征。 功能基因组学(functional genomics又往往被称为后基因组学(postgenomics,它利用结构基因组所提供的信息和产物,发展和应用新的实验手段,通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能,使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。这是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入基因组动态的生物学功能学研究。研究内容包括基因功能发现、基因表达分析及突变检测。 基因的功能包括:生物学功能,如作为蛋白质激酶对特异蛋白质进行磷酸化修饰;细胞学功能,如参与细胞间和细胞内信号传递途径;发育上功能,如参与形态建成等采用的手段包括经典的减法杂交,差示筛选,cDNA代表差异分析以及mRNA差异显示等,但这些技术不能对基因进行全面系统的分析。新的技术应运而生,包括基因表达的系统分析,cDNA微阵列,DNA芯片等。鉴定基因功能最有效的方法是观察基因表达被阻断或增加后在细胞和整体水平所产生的表型变异,因此需要建立模式生物体。 功能基因组学

基因工程与蛋白质工程知识归纳及试题例析

. 知识归纳及试题例析”“基因工程与蛋白质工程一、知识归纳分子相关的酶1．与DNA作用参与的生理过程应用名称基因工程限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列 基因工程DNA连接酶DNA片段连接两个DNA复制在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA聚合酶转录RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸 DNA 解旋酶复制及转录使碱基间氢键断裂 逆转录及基因工程逆转录酶以RNA为模板合成DNA 特别注意：，DNA（1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。对自身的DNA）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定（2 的碱基之间切开。．基因工程的基本操作程序2 （1）获取目的基因 ①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。 PCR技术与DNA复制的比较 比较项目PCR技术DNA复制 原理DNA双链复制（（碱基互补配对）相原料同四种游离的脱氧核苷酸 点条件模板、ATP、酶等 解旋方式解旋酶催化DNA在高温下变性解旋不主要在细胞核内场所体外复制同热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的酶DNA聚合酶点在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子结果 （2）基因表达载体的构建（基因工程的核心） ①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法 资料Word .

TCGA的乳腺癌RNA-seq数据WGCNA分析示例

TCGA的乳腺癌RNA-seq数据WGCNA分析示例 WGCNA（Weighted Correlation Network analysis）是一个基于基因表达数据，构建基因共表达网络的方法。WGCNA 和差异基因分析（DEG）的差异在于DEG主要分析样本和样本之间的差异，而WGCNA主要分析的是基因和基因之间的关系。WGCNA通过分析基因之间的关联关系，将基因区分为多个模块。而最后通过这些模块和样本表型之间的关联性分析，寻找特定表型的分子特征。网上例子千千万，但是大部分都是从文档翻译而来，要用起来还是有些费劲，要深入的可以移步这里： https://www.wendangku.net/doc/cb6504745.html,/~yandell/statgen/ucla/WGCNA/wgcna. html下面我将根据TCGA乳腺癌基因表达数据以及乳腺癌压型数据，一步一步的使用WGCNA来进行乳腺癌各个亚型共表达模块的挖掘#############数据准备#############首先我们需要下载TCGA 的乳腺癌的RNA-seq数据以及临床病理资料，我这里使用我们自己开发的TCGA简易下载工具进行下载首先下载RNA-Seq：下载之后共得到1215个样本表达数据进一步下载临床病理资料进一步点击ClinicalFull 按钮对病理资料进行提取得到ClinicalFull_matrix.txt文件，使用Excel打开ClinicalFull_matrix.txt文件可以看到共有301列信息，包含了各种用药，随访，预后等等信息，我们这里

选择乳腺癌ER、PR、HER2的信息，去除其他用不上的信息，然后选择了其中有明确ER、PR、HER2阳性阴性的样本，随机拿100个做例子吧样本筛选完了，现在轮到怎么获取这些样本的RNA-seq数据啦，前面下载了一千多个样本的RNA-seq,从里面找到这一百个样本的表达数据其实也是不 需要变成的啦，看清楚咯首先打开RNA-Seq数据目录的fileID.tmp(用Excel打开)，然后可以看到两列：将第二列复制，并且替换-01.gz为空使用Excel的vlookup命令将临床病理资料的那100个样本进行映射然后筛选非N/A的就得到了这一百个样本对于的RNA-seq数据信息进一步删除其他的样本，还原成fileID.tmp格式保存退出：然后使用TCGA简易小工具“合并文件”按钮就得到表达矩阵了，进一步使用ENSD_ID转换按钮就得到了基因表达矩阵和lncRNA表达矩阵了#################R代码实现 WGCNA##############setwd('E:/rawData/TCGA_DATA/TC GA-BRCA') samples=read.csv('ClinicalFull_matrix.txt',sep = '\t',https://www.wendangku.net/doc/cb6504745.html,s = 1) dim(samples) #[1] 100 3 expro=read.csv('Merge_matrix.txt.cv.txt',sep = '\t',https://www.wendangku.net/doc/cb6504745.html,s = 1)

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点

高中生物选修3基因工程的应用和蛋白质工程知识点 1.基因工程培育转基因生物的优点： （1）打破了常规育种难以突破的物种之间的界限（生殖隔离） （2）定向改变了生物的遗传性状。 2.基因工程的应用： （1）用于提高动植物生长速度。 （2）用于改善畜产品的品质。 （3）用转基因动物生产药物。 （4）用转基因动物作器官移植的供体。 3.膀胱生物反应器：将外源基因导入到受精卵膀胱上皮细胞进行表达。优点： 雌雄个体都能生产。 4.乳腺生物反应器或乳房生物反应器缺点：只有雌性个体才能生产药物。 5.干扰素：干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白，干扰 素几乎能够抵抗所有病毒引起的感染。 6.基因治疗：是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从 而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 7.基因治疗不能替代原有基因，它替代的是缺陷基因的功能。 8.大肠杆菌是原核生物，生产出来的干扰素没有活性，原核细胞内没有内质网 和高尔基体，只有核糖体，只能合成相应的蛋白质，无法添加糖基，要使干扰素具有活性，还必须经过人工处理，加上糖基。 9.基因诊断：也称DNA诊断或基因探针技术，即在DNA水平分析检测某一基 因，从而对特定的疾病进行诊断。 10.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。 11.蛋白质工程的目标：根据人们对蛋白质的特定需求，对蛋白质进行分子设计。 12.天然蛋白质的合成过程：按照中心法则进行的，基因→表达（转录和翻译） →形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能。 13.蛋白质工程合成蛋白质的过程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白 质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。 14.蛋白质工程中进行基因操作的原因： （1）改造过的蛋白质可以遗传。 （2）对基因的改造比对蛋白质直接改造容易操作，难度少的多。 15.蛋白质工程：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关 系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。原理是改造基因，实质是对编码蛋白质的基因进行改造。

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析讲解学习

“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析一、知识归纳 名称作用参与的生理过程应用 限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列基因工程 DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程 DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA复制 RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸转录 解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录 逆转录酶以RNA为模板合成DNA 逆转录及基因工程特别注意： （1）限制性核酸内切酶的来源：多数来自原核生物；作用特点：主要切割外源DNA，对自身的DNA不起作用从而达到保护自身的目的；作用结果：形成DNA片断末端。 （2）各种酶都具有专一性，特别是限制酶只能识别特定的脱氧核苷酸序列，并在特定的碱基之间切开。 2．基因工程的基本操作程序 （1）获取目的基因 ①基因文库：是将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中通过克 隆而储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。 ②基因组文库：基因文库中含有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。 ③部分基因文库：含有一种生物的部分基因，就叫做部分基因文库，如cDNA文库。 比较项目PCR技术DNA复制 相 同 点 原理DNA双链复制（（碱基互补配对） 原料四种游离的脱氧核苷酸 条件模板、ATP、酶等 不 同 点 解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化 场所体外复制主要在细胞核内 酶热稳定的DNA聚合酶（Taq酶）细胞内含有的DNA聚合酶 结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子 （2）基因表达载体的构建（基因工程的核心） ①构建目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时，使目 的基因能够表达和发挥作用。 ②一个基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子、标记基因等。 ③构建方法

转录因子功能预测新方法

TF-coEx：一种基于基因共表达网络的转录因子功能预测新方法 TF-coEx： Transcription Factor Function Prediction based on Gene Co-e xpression Network收藏本页导出题录 分享 作者：陈靖祺[1] 柳靓婧[1,2] 田卫东[1] CHEN Jing-qi,LIU Jing-jing,TIAN Wei-dong （1.Institute of Biostatistics,Fudan University,Shanghai 200433,China ; 2.Institute of Plant Biology,Fudan University,Shanghai 200433,China）机构地区：[1]复旦大学生物统计研究所,上海200433 [2]复旦大学植物科学研究所,上海200433 出处：《复旦学报：自然科学版》 SCI CAS CSCD 2012年第51卷第6期 803-812页,共10页《Journal of Fudan University （Natural Science）》 摘要：转录因子在细胞内的各种生物通路中起着重要的调控作用．在人基因组中有1000多个注释为DNA结合蛋白的编码基因，其中部分基因已被证明为转录因子，对它们调控的生物通路也相对比较清楚．其余的大多数DNA结合蛋白可能是潜在的转录因子，但它们的功能并不明确．鉴于转录因子与其所调控的靶基因在基因表达水平上密切关联，本文从基因共表达网络出发建立了]。个预测转录因子功能的新方法——co-expression-based transcription factor function prediction（TF-coEx）．首先，利用大规模高通量表达芯片数据建立了不同条件下人全基因组的基因共表达网络，并通过网络划分获得包含转录因子的一系列基因共表达模块．之后，通过对模块内基因的功能富集分析，并整合不同网络的模块功能富集结果，对所有潜在的转录因子编码基因进行了功能预测．通过与已知功能的对比，我们证明TF-coEx的预测效果显著好于随机．此外，对预测分值最大的50个结果的文献验证显示，54％的预测有实验证据支持．方法的预测结果为进一步设计具体的实验来验证潜在转录因子的功能提供了方向．

基因工程与蛋白质工程试题

基因工程与蛋白质工程 1.利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。 基因工程的四个基本操作步骤是_______________________________、基因表达载体的构建、__________________________和_______________________________。若要获得的转基因牛分泌的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：人干扰素基因及其启动子、_________________、_________________等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是_________________，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应导入的受体细胞是_________________（受精卵、乳腺细胞）。 2．下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答： (1)在基因工程中，A表示_________________，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是______________________________________________________________________ _______________，B表示_________________。 B→D的过程中，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 3.农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题： （1）要获得该抗病基因，采用_________________、_________________ 等方法。为了能把该抗病基因转入棉花细胞中，常用的载体是_________________ 。 （2）假如载体切割后，得到的分子末端序列为： 请写出能与该载体连接的抗病基因分子末端是 _________________。 （3）再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该农杆菌去_______棉花细胞，从培养出的植株中____________出抗病的棉花。 （4）该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是（） A.淀粉 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸 （5）转基因棉花获得的_________________是由该表达产物来体现的。 4．目的基因的分离是基因工程研究中的主要方面和操作关键。下面甲、乙图表示

lncrna芯片分析-自己总结(1)

lncRNA芯片分析 lncRNA芯片分析 修改时间2010/6/16 13:57:12 点击3210次 1. 归一化 lncRNA芯片采用的归一化的方法为quantile normalization。 2. 差异LncRNA的筛选 lncRNA芯片中既有lncRNA的探针又有mRNA的探针，分别做差异基因的筛选，筛选方法同表达谱的筛选方法是一致的，参见表达谱的差异基因筛选。 3. 差异lncRNA的重注释 lncRNA芯片注释不完善，因此需要将筛选出来的lncRNA进行重注释。将差异lncRNA在基因组上位置上下游延伸，以寻找lncRNA 附近的有功能的基因。

差异lncRNA重注释示例 4. 差异lncRNA靶基因的预测 lncRNA可能通过调控相应的mRNA发挥功能，因此有必要预测lncRNA的靶基因。我们提取差异lncRNA和mRNA的序列，首先用blast进行初筛，之后用RNAplex进行进一步筛选，以预测lncRNA可能调控的mRNA。 差异lncRNA靶基因预测结果示例 5. 差异lncRNA与靶基因共表达网络 预测出lncRNA的靶基因后，并可进一步在mRNA的数据中探寻该mRNA是否发生表达量的变化。由此构建差异lncRNA与靶基因相互作用网络图。

差异lncRNA与靶基因相互作用网络图。方框代表lncRNA，圆形代表mRNA。连线表示可能的调控关系。节点面积越大，表示调控的mRNA 越多，预示该lncRNA在调控网络中所起的作用可能越大。 6. 差异lncRNA与差异mRNA的共表达分析 SBC Human lncRNA芯片能同时检测出差异表达的lncRNA和mRNA。我们将差异lncRNA和差异mRNA在一组样品中进行共表达分析，可以发现与某个lncRNA具有相同表达模式的mRNA。 要求：每组数据3个或3个以上生物学重复

浅析功能基因组学和蛋白质组学的概念及应用

【摘要】基因组相对较稳定，而且各种细胞或生物体的基因组结构有许多基本相似的特征；蛋白质组是动态的，随内外界刺激而变化。对蛋白质组的研究可以使我们更容易接近对生命过程的认识。蛋白质组学是在细胞的整体蛋白质水平上进行研究、从蛋白质整体活动的角度来认识生命活动规律的一门新学科，简要介绍功能基因组学和蛋白质组学的科学背景、概念及其应用。 【关键词】基因组；功能基因组学；蛋白质组学； 一、基因组及基因组学的概念 基因组(genome)一词系由德国汉堡大学H．威克勒教授于1920年首创，用以表示真核生物从其亲代所继承的单套染色体，或称染色体组。更准确地说，基因组是指生物的整套染色体所含有的全部DNA序列。由于在真核细胞的线粒体和植物的叶绿体中也发现存在遗传物质，因此又将线粒体或叶绿体所携带的遗传物质称为线粒体基因组或叶绿体基因组。原核生物基因组则包括细胞内的染色体和质粒DNA。此外非独立生命形态的病毒颗粒也携带遗传物质，称为病毒基因组。所有生命都具有指令其生长与发育，维持其结构与功能所必需的遗传信息，本书中将生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和称为基因组。[1] 基因组学(genomic)一词系由T．罗德里克(T．Roderick)于1986年首创，用于概括涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学学科分支，并已用来命名一个学术刊物Genomics。基因组学是伴随人类基因组计划的实施而形成的一个全新的生命科学领域。[1] 基因组学与传统遗传学其他学科的差别在于，基因组学是在全基因组范围研究基因的结构、组成、功能及其进化，因而涉及大范围高通量收集和分析有关基因组DNA的序列组成，染色体分子水平的结构特征，全基因组的基因数目、功能和分类，基因组水平的基因表达与调控以及不同物种之间基因组的进化关系。基因组学的研究方法、技术和路线有许多不同于传统遗传学的特点，各相关领域的研究仍处于迅速发展和不断完善的过程中。 基因组学的主要工具和方法包括：生物信息学，遗传分析，基因表达测量和基因功能鉴定。 二、功能基因组学的概念及应用