基于序列統(tǒng)計特征的水平轉移基因搜索.pdf

1、所謂水平基因轉移(horizontal gene transfer，HGT)，又稱側向基因轉移(lateral genetransfer，LGT)，是指在生物個體之間，生物與環(huán)境之間，或單個細胞內部細胞器之間進行的橫向的遺傳物質交流，是引起物種多樣性和促進物種進化的一個重要因素。目前已發(fā)現細菌之間以及細菌和其它生物之間存在著廣泛的水平基因轉移現象，這不僅使人們對生物進化、物種形成等生物學基本問題開始進行更加全面、深刻的思考，更使人們開始

2、關注這種基因轉移現象對我們現實生活的實際影響。 我們運用生物信息學方法和技術，從核酸序列中提取能夠表示序列特征的信息，并把提取的特征作為基因組的標記來對序列的相似性程度進行比較，從而找出核酸序列中的特征異常區(qū)域，進行水平轉移基因的搜索。按照上述原則，本文設計了基因組序列水平轉移基因搜索工具，并將該功能整合到了基因組序列特征數據庫(GSFD)這個平臺之上。 本文首先對BBC(base-base correlation)特

3、征的穩(wěn)定性進行了相關分析，發(fā)現BBC特征除個別分量外，具有較好的穩(wěn)定性；并用人工模擬實驗來對水平基因轉移進行仿真，分別用BBC特征、DRA(dinucleotide relative abundance)特征、WF3(3-word frequency)特征、RSCU(relative synonymous codon usage)特征來對序列進行標識，發(fā)現BBC特征在參照實驗中具有較好的物種特異性，對三個物種的測試中特異性都高達95﹪以

4、上，因此可以把BBC特征作為探測基因組序列中水平轉移基因的依據。 借助于GSFD平臺，本文選擇BBC特征并運用窗口掃描算法對Bacteria中25個物種的基因組進行了水平轉移基因的預測；進而對H．influenzae(流行性感冒嗜血桿菌)基因組的預測結果進行了深入的分析，發(fā)現H．influenzae與Pasteurella multocida(多殺巴斯德菌)、Vibrio fluViali s(弗氏弧菌)等物種有著很密切的遺傳