30855.基于密碼子水平的生物信息學(xué)分析及進(jìn)化研究

1、Y1022t98後旦大學(xué)博士學(xué)位論文學(xué)校代碼：10246學(xué)號：041023010基于密碼子水平的生物信息學(xué)分析及進(jìn)化研究院系：專立：姓鈣：指導(dǎo)教師：完成日期：生命科學(xué)學(xué)院生物信息學(xué)張文娟鐘揚(yáng)教授2006年10月20日摘要基因在590個基因的數(shù)據(jù)集中和其他基因明顯分別開來。進(jìn)一步的研究表明，密碼子使用的對應(yīng)性分析結(jié)果可以在基因家族內(nèi)部將編碼小麥種子儲存蛋白不同亞基的序列區(qū)分開來。基因家族成員在密碼子使用上存在趨同性，出現(xiàn)一定程度上的聚類現(xiàn)

2、象。2基于近緣關(guān)系的物種基因組中密碼子用法相似這一原理，我們提出一種新的思路，將密碼子用法和其他衡量序列問差異的指標(biāo)，如序列長度，結(jié)合起來作為一種非對位排列式的構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹的方法初步應(yīng)用于病毒的數(shù)據(jù)，從基因組以及各個蛋白編碼序列的構(gòu)樹結(jié)果來看，樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)符合預(yù)期結(jié)果。3非同義一同義置換速率比值(dffd)是藉蛋白質(zhì)編碼序列評價選擇壓力的一種重要測度，而基于密碼子置換模型的最大似然法業(yè)已成為檢測承受正選擇的氨基酸位點(diǎn)及適應(yīng)性進(jìn)化的統(tǒng)計

3、分析工具。我們應(yīng)用最大似然法分析了丙型肝炎病毒的包膜蛋白編碼序列，從全世界18個常見的基因型／亞型中，發(fā)現(xiàn)了4個正選擇／適應(yīng)性位點(diǎn)。由于這些氨基酸位點(diǎn)位于不同的免疫表位，我們的研究結(jié)果具有潛在的生物醫(yī)學(xué)價值，同時表明最大似然法可以作為一種檢測高分歧度病毒蛋白中適應(yīng)性進(jìn)化存在與否的有效手段。除了最大似然法，SuzukiGojobod方法也是檢測適應(yīng)性進(jìn)化位點(diǎn)的重要方法之一我們用SuzukiGojobori的方法檢測了基因亞型la和lb的各

4、個編碼序列中承受正選擇的氨基酸位點(diǎn)，分別有3和33個位點(diǎn)被檢測出來，這些位點(diǎn)大部分位于免疫表位上。4堿基組成偏好和選擇效應(yīng)下的基因表達(dá)水平所導(dǎo)致的密碼子偏好性不易被完全區(qū)分開，我們提出一種簡便的策略以排除序列自身堿基組成偏好的背景干擾，從而鑒定與翻譯效率相關(guān)的最優(yōu)密碼子。研究中采用了分別來自原核生物(大腸桿菌)、低等真核生物(酵母)和高等真核生物(植物)的三組不同類型的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證我們的新策略，并與以前的方法以及報道作了一定比較，結(jié)果顯示