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1、 常用生物信息数据库 及数据分析 生物信息学（生物信息学（Bioinformatics）：）： 是在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科 学。其核心内容是研究如何通过对DNA序列的统计计算分析，更加深入地理解DNA 序列，结构，演化及其与生物功能之间的关系，其研究课题涉及到分子生物学，分子 演化及结构生物学，统计学及计算机科学等许多领域。 3 01 前基因组时代前基因组时代：各 种序列比较算法的 建立、生物数据库 的建立、检索工具 的开发以及DNA和 蛋白质序列分析等 02 基因组时代基因组时代：大规 模的基因组测序， 基因识别和发现， 网络数据库系统地 建立和交
2、互界面工 具的开发等。 03 后基因组时代后基因组时代：研 究的重心由基因组 的结构向基因的功 能转移。 经历阶段 20世纪90年代前20世纪90年代后2001年2001年至今 生物信息学主要建立在分子生物学的基础上生物信息学主要建立在分子生物学的基础上 2016-10-16 Actin CYP39A1 TumorNormal Tumor Normal 蛋白表达下调 5 中心法则 生物信息学在分子生物学中的应用生物信息学在分子生物学中的应用 核酸序列核酸序列表达含量表达含量空间结构空间结构 蛋白减少的原因分析 （一）（一）DNA层面层面 （1）DNA外显子中存在基因突变，导致氨基酸序列发生改变
3、，蛋白不稳定； （2）DNA启动子区域存在基因突变，导致转录因子结合能力发生改变； （二）（二）RNA层面层面 （1）mRNA表达含量下调； （2）mRNA表达含量正常，但不能翻译成蛋白质-miRNA; （3）上游的转录因子表达下调，不能与启动子结合，mRNA转录下调； （三）蛋白层面（三）蛋白层面 上游调控蛋白表达发生变化； （四）其他（四）其他 蛋白质发生降解 7 mRNA层面 8 （2）基因表达芯片数据库（1）启动与转录因子（3）miRNA的转录后调控 mRNA层面 9 ( (一一) mRNA) mRNA表达含量分析：表达含量分析：GEO DatasetsGEO Datasets 10
4、mRNAmRNA表达含量分析：表达含量分析：GEO DatasetsGEO Datasets 分析肝癌及其癌旁组织中CYP39A1基因的表达差异 27 ( (二二) mRNA) mRNA表达含量与患者预后生存的关系表达含量与患者预后生存的关系 28 分析分析mRNA表达含量与患者预后生存的关系表达含量与患者预后生存的关系 39 ( (三三) )寻找上下游相关基因及寻找上下游相关基因及PathwayPathway：GCBIGCBI数据库数据库 40 寻找上下游相关基因及寻找上下游相关基因及Pathway：GCBI数据库数据库 https:/ 2016-10-16 2016-10-16 2016-
5、10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 结合GEO datasets数据库进行实验分组 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 66 ( (四四) )转录调控：预测能与启动子结合的转录因子转录调控：预测能与启动子结合的转录因子 67 转录调控 启动子所在区域 Gene启动子 转录因子 ATG 若mRNA及蛋白质均表达下调，表明调控发生在转录水平 2016-1
6、0-16 http:/asia.ensembl.org/ ：查找ATG上游5UTR序列 启动子往往位于转录起始位点或ATG上游的2000bp左右 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 http:/www.cbs.dtu.dk/services/Promoter/ 预测启动子所在区域 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2
7、016-10-16 http:/www.gene- 预测能与该启动子结合的转录因子 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 90 ( (五五) )转录后调控：预测能与转录后调控：预测能与3UTR3UTR结合的结合的miRNAmiRNA 91 转录后调控 miRNA作用区域 miRNA 若mRNA正常，但蛋白质表达下调，表明调控发生在转录后水平 2016-10-16 http:/mirbase.org/ 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 http:/www.microrna
8、.org/microrna/home.do 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 http:/www.targetscan.org/ 2016-10-16 2016-10-16 http:/pictar.mdc-berlin.de/ 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 109 ( (六六)DNA)DNA层面：单核苷酸变异层面：单核苷酸变异 110 中心法则 生物信息学主要建立在分子生物学的基础上生物信息学主要建立在分子生物学的基础上 核酸序列核酸序列 2016-10-16
9、 Gene Name Chr IDDNA changeAA changeFrequencySIFTPolyPhen-2Mutation Taster dbSNPHapMapTGP TIMMDC1chr3c.230T-Cp.Ile77Thr0.002not_in_hapmap0 DDD CBR4chr4c.557C-Tp.Thr186Met0.01not_in_hapmap0.0156 DDD MANBAchr4c.530A-Gp.His177Argnovelnot_in_hapmap0 DDD TARSchr5c.1358C-Tp.Thr453Ile000 DDD MRPS18Bchr6c.6
10、88C-Gp.Pro230Alanovelnot_in_hapmap0.0815 DDD ATF6Bchr6c.724C-Tp.Pro242Sernovelnot_in_hapmap0 DDD TAP1chr6c.1037C-Tp.Ser346Phenovel00.011 DDD BICC1chr10c.2046A-Tp.Glu682Asp0.06not_in_hapmap0.0495 DPD PIK3C2Achr11c.1706A-Tp.Asn569Ilenovelnot_in_hapmap0 DPD ESPL1chr12c.6218C-Tp.Thr2073Met0.008not_in_ha
11、pmap0.0073 DDD MBD6chr12c.2341G-Tp.Gly781Trpno_freqnot_in_hapmap0.0009 DNAD PABPC3chr13c.878T-Gp.Val293Gly novelnot_in_hapmap0 TBD KLF5chr13c.1288G-Ap.Ala430Thrnovelnot_in_hapmap0 DPD GLOD4chr17c.224A-Gp.Tyr75Cys0.02not_in_hapmap0.0018 DDD ERCC1chr19c.796G-Ap.Ala266Thr0.0080.0080.0046 DPD MCOLN1chr1
12、9c.1150G-Ap.Asp384Asnnovelnot_in_hapmap0 DDD CELSR1chr22c.1637A-Gp.Asn546Sernovelnot_in_hapmap0 DDD 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 ATC 突变为 CTC I 251 L 异亮氨酸（I） 251 亮氨酸(L) 2016-10-16 http:/www.mutationtaster.org/ 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16
13、 124 ( (七七) )蛋白质空间结构及功能的改变蛋白质空间结构及功能的改变 125 中心法则 生物信息学主要建立在分子生物学的基础上生物信息学主要建立在分子生物学的基础上 空间结构空间结构 2016-10-16 http:/genetics.bwh.harvard.edu/pph2/ 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 2016-10-16 http:/sift.jcvi.org/ 2016-10-16 2016-10-16 138 ( (八八) )蛋白质与蛋白质之间的相互作用蛋白质与蛋白质之间的相互作用 2016-10-16 http:/www.epicome.org/ 140 141 142 谢谢聆听 THANK YOU FOR YOUR ATTENTIONTHANK YOU FOR YOUR ATTENTION
