基于基因組數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件分析.pdf

1、基因表達調(diào)控研究對揭示生命的奧秘具有重大意義,而mRNA轉(zhuǎn)錄起始調(diào)控是調(diào)控的基本控制點,也是最重要的一環(huán),其實質(zhì)是轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合相應的調(diào)控元件,影響了RNA聚合酶的活性,從而影響了基因的轉(zhuǎn)錄水平.本文從基因組數(shù)據(jù)出發(fā),致力于轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件的搜索、發(fā)現(xiàn)以及相關調(diào)控信息的可視化方面的研究.在識別轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件的研究中,本文以真核模式生物啤酒酵母為研究對象,選用MEME算法,檢驗了該算法在用于識別轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件時的有效性和局限性,進而將該算法用來分析

2、一些實驗結(jié)果,包括分析由Devaux等實驗發(fā)現(xiàn)的20個受PDR1/3調(diào)控的基因以及由Gasch等實驗發(fā)現(xiàn)的未知轉(zhuǎn)錄因子的9個受控基因,結(jié)果從PDR1/3調(diào)控的20個基因的上游區(qū)域中,我們識別出了PDR1/3的結(jié)合位點(其中15個酵母啟動子數(shù)據(jù)庫中已有,另外5個沒有).而對Gasch等發(fā)現(xiàn)的未知轉(zhuǎn)錄因子的受控基因的上游區(qū)域的分析中,我們發(fā)現(xiàn)這個未知轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控元件與MCB很相似,而MCB是轉(zhuǎn)錄因子MBP1的結(jié)合位點,因此,我們推測,這個

3、未知的轉(zhuǎn)錄因子可能是MBP1或者某個與它具有相似結(jié)合特性的轉(zhuǎn)錄因子.在研究用已知的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件進行搜索的過程中,我們嘗試了利用共有序列(Consensus)和位置頻率矩陣(PFM)兩種方法.在利用共有序列搜索時,我們選用了快速有效的字符串搜索算法——BM算法,結(jié)果發(fā)現(xiàn)BM算法用于搜索轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件時,所有與調(diào)控元件的共有序列一致的位點序列均可以搜索到,但存在假陽性現(xiàn)象;在用位置頻率矩陣方法進行轉(zhuǎn)錄結(jié)合位點的搜索時,我們發(fā)現(xiàn),搜索的結(jié)果與"

4、P值"的域值有關,一般取的域值足夠高,位點基本可以完全搜索到,但同樣存在假陽性現(xiàn)象.怎樣解決這些問題,有待進一步研究.另外,我們在轉(zhuǎn)錄調(diào)控信息可視化方面也做了一些工作,其一是將轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點表示成Logo圖的形式,從Logo圖中可以比較直觀的觀察轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點上每個位置的保守程度及相應的字母;其二是將轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點在每條序列中的相對位置可視化地表達出來.最后,本文在上述研究的基礎上,實現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄調(diào)控信息分析軟件GTRIAnalysi