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1、DNA測(cè)序是現(xiàn)代生物學(xué)研究的重要手段,目前已為公共生物數(shù)據(jù)庫(kù)積累了海量的數(shù)據(jù)資源,主要包括由Sanger測(cè)序產(chǎn)生的EST序列以及由下一代測(cè)序(NGS)產(chǎn)生的序列,這些信息被廣泛應(yīng)用于基因識(shí)別、基因表達(dá)以及注釋基因組等科研領(lǐng)域。針對(duì)已有的大量EST數(shù)據(jù)以及NGS產(chǎn)生的高通量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,開發(fā)出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析工具,能夠充分挖掘其中蘊(yùn)含的生物信息,提高生物工作者的實(shí)驗(yàn)效率,從而促進(jìn)利用新技術(shù)來解決重大生物學(xué)問題。本文首先提出了針對(duì)EST和NG
2、S數(shù)據(jù)的綜合處理框架,然后基于此框架構(gòu)建了在線生物信息分析平臺(tái)。目前,該平臺(tái)主要研究了兩類問題,即EST的模式分析和基于NGS的多聚腺苷化分析,以后可按照新的分析需求不斷拓展功能模塊。上述兩類問題分析如下。
(1)基因組注釋與基因表達(dá)等應(yīng)用的成功很大程度上依賴于EST序列的質(zhì)量。然而,一些GenBank EST卻被證明是不準(zhǔn)確的,給下游應(yīng)用造成了不利影響。識(shí)別原始EST中的cDNA終端及其結(jié)構(gòu)不僅有利于控制EST數(shù)據(jù)質(zhì)量,
3、而且可以準(zhǔn)確描繪轉(zhuǎn)錄本末端。為了能夠產(chǎn)生更準(zhǔn)確和更可靠的EST數(shù)據(jù),本文基于cDNA的終端模式分析對(duì)松樹的原始EST數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,可以提高識(shí)別和提取真實(shí)cDNA插入片段的準(zhǔn)確率,有利于基因組注釋和基因結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等基于EST的下游應(yīng)用。
(2)隨著NGS的發(fā)展,許多研究表明選擇性多聚腺苷化在基因組中廣泛存在。多聚腺苷化(Polyadenylation,poly(A))是基因表達(dá)調(diào)控的重要途徑,對(duì)細(xì)胞中mRNA的生命周期起決定
4、作用。分析不同類型的poly(A)位點(diǎn)及其表達(dá)差異,將有利于深入理解基因表達(dá)調(diào)控,促進(jìn)調(diào)控真核生物mRNA多聚腺苷化過程的分子、生物及進(jìn)化機(jī)制的研究。本文針對(duì)來自擬南芥不同組織的NGS數(shù)據(jù),對(duì)poly(A)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,綜合分析了不同條件下多聚腺苷化的相關(guān)問題,包括poly(A)位點(diǎn)分布研究、APA組織特異性分析以及識(shí)別差異表達(dá)基因。
本文最后給出了在線生物信息分析平臺(tái)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案,該設(shè)計(jì)基于GWT工具包(Smart
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