發(fā)布時間：2023-03-19 12:41

　　轉(zhuǎn)錄因子(transcription factor,TF)是基因表達調(diào)控的重要一環(huán),而轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點是轉(zhuǎn)錄因子特異性調(diào)控的基礎(chǔ)。因此,破譯轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點是解析轉(zhuǎn)錄因子功能的重要任務(wù)之一。然而,在后基因組時代,隨著大量轉(zhuǎn)錄因子氨基酸序列被科學(xué)家發(fā)現(xiàn),如何大量、快速、準(zhǔn)確的根據(jù)氨基酸序列發(fā)掘轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合位點,并為解析轉(zhuǎn)錄因子功能提供關(guān)鍵線索,成為生物學(xué)家面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。相對于已知基因組中的大量轉(zhuǎn)錄因子(一個轉(zhuǎn)錄因子家族往往包含來自不同物種的數(shù)千或數(shù)萬個成員),被實驗分析表征過的轉(zhuǎn)錄因子數(shù)目十分有限(每個家族不過幾個成員或十幾個成員)。另一方面,相比于僅僅基于氨基酸序列的預(yù)測,實驗分析往往提供了更豐富、詳細、確定的信息。如何把從少數(shù)家族成員獲得的細致信息與大量家族成員的序列信息整合起來,把序列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為生物功能相關(guān)的知識,是生物信息學(xué)的重要課題。本文探索并驗證了一條把少數(shù)轉(zhuǎn)錄因子-DNA復(fù)合物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和基因組序列數(shù)據(jù)整合起來,應(yīng)用于破譯更多不同轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點的新途徑。更具體地,我們提出了一種整合基因組序列信息、蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物數(shù)據(jù)和統(tǒng)計學(xué)習(xí)的預(yù)測方法,用于預(yù)測四環(huán)素阻遏...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀
        1.2.1 測定結(jié)合位點的實驗方法
        1.2.2 預(yù)測結(jié)合位點的計算方法
    1.3 TetR家族蛋白
        1.3.1 TetR家族蛋白簡介
        1.3.2 TetR家族蛋白的結(jié)構(gòu)特點
        1.3.3 TetR家族蛋白的結(jié)合位點
    1.4 本文的研究意義
    1.5 本文工作簡介
第二章 數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)處理
    2.1 引言
    2.2 TetR家族蛋白序列下載
    2.3 下載基因組和提取上游序列
    2.4 構(gòu)建隨機回文序列庫
    2.5 TetR家族蛋白的結(jié)合位點特征分析
    2.6 總結(jié)與展望
第三章 基于基因組序列的預(yù)測模型
    3.1 引言
    3.2 HTH序列中與DNA結(jié)合無關(guān)的位點分析
    3.3 構(gòu)建預(yù)測模型
        3.3.1 搜索同源蛋白并分組
        3.3.2 提取上游序列
        3.3.3 回文序列相似度的定義
        3.3.4 計算富集度
        3.3.5 模式搜索尋找上游相似序列
    3.4 實驗材料與方法
        3.4.1 HTH序列中位點保守性分析
        3.4.2 實驗試劑
        3.4.3 蛋白表達和純化
        3.4.4 電泳遷移滯后實驗(EMSA)
    3.5 實驗結(jié)果
        3.5.1 三種權(quán)重函數(shù)測試
        3.5.2 實驗驗證
    3.6 應(yīng)用到整個家族
    3.7 總結(jié)與展望
第四章 統(tǒng)一比對的HTH-DNA數(shù)據(jù)集的構(gòu)建
    4.1 引言
    4.2 數(shù)據(jù)篩選
        4.2.1 預(yù)測數(shù)據(jù)的過濾
        4.2.2 TetR家族蛋白-DNA復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)的過濾
        4.2.3 HTH序列和DNA結(jié)合位點的結(jié)構(gòu)比對
    4.3 構(gòu)建數(shù)據(jù)集合的流程
    4.4 數(shù)據(jù)集合驗證
        4.4.1 互恰性分析
        4.4.2 直接耦合分析
    4.5 總結(jié)和展望
第五章 基于統(tǒng)計能量模型的預(yù)測模型
    5.1 引言
    5.2 統(tǒng)計能量模型介紹
    5.3 統(tǒng)計能量模型迭代訓(xùn)練過程
        5.3.1 構(gòu)建初始能量表
        5.3.2 統(tǒng)計能量模型修正
        5.3.3 統(tǒng)計能量模型評估
    5.4 統(tǒng)計能量模型預(yù)測流程
    5.5 實驗方法
        5.5.1 菌株和材料
        5.5.2 DNaseⅠ足跡實驗
        5.5.3 Spec-Seq實驗和隨機化文庫的制備
    5.6 模型驗證
        5.6.1 在測試集中的精確度
        5.6.2 實驗驗證統(tǒng)計能量模型
        5.6.3 統(tǒng)計能量模型產(chǎn)生的profile
        5.6.4 統(tǒng)計能量函數(shù)產(chǎn)生的結(jié)合位點profile的可靠性
        5.6.5 預(yù)測整個家族
    5.7 總結(jié)和展望
第六章 結(jié)合位點預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的搭建
    6.1 引言
    6.2 預(yù)測流程概述
        6.2.1 對輸入轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測結(jié)合位點
        6.2.2 對輸入DNA序列進行打分
    6.3 網(wǎng)站設(shè)計和實現(xiàn)
        6.3.1 主界面設(shè)計
        6.3.2 預(yù)測結(jié)果界面
    6.4 總結(jié)和展望
第七章 總結(jié)和討論
參考文獻
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3765264