生物芯片的数据处理及应用摘要.ppt

五、基因芯片技术的应用领域 基因芯片 基因功能等 基础研究 …… …… 司法 …… 军事 环境保护 个性化给药 病理和毒理 药物筛选 基因诊断 疾病亚型 大规模表达谱芯片 基因表达谱 药物筛选----药物基因组信息学 用关键基因制备的芯片 可以利用基因芯片分析用药前后机体的不同组织、器官中基因表达的差异 ，从基因水平解释药物的作用机理。 生物芯片技术在药物筛选、靶基因鉴别、药物代谢通路研究等方面很有应用价值。 一个应用实例：肿瘤分型及预测 Gulop等人采用点有6817个基因的芯片, 分析了AML和ALL两种急性白血病的表达谱。 应用SOM聚类分析方法，发现6817个人类基因中有大约 1100个基因与AML及ALL相关。 用其中50个高相关的基因对34例白血病样本进行判别分析，检测结果与临床结果完全符合。 Gulop等人使用SOM将白血病病人样本分为四类，有不同的生物学特点。 寻找与疾病相关的基因 利用结肠腺癌基因表达谱数据，采用决策树的方法进行特征选择，并构建特征基因簇（即：与疾病高度相关的基因集团）。 参考资料： 1、《生物芯片技术与实践》--科学出版社 2、《基因芯片数据分析与处理》--化学工业出版社 3、《DNA小分子检测技术及其应用》--科学出版社 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 在亚硫酸氢盐的处理下，没有甲基化的胞嘧啶（C）转化为尿嘧啶（U）；甲基化的胞嘧啶则不受影响。 * 什么是基因注释数据库 为什么要建立基因注释数据库？ 随着人类对生物现象认识的加深，对基因研究的深入，我们现在积累了大量关于基因的信息， 众所周知，sequence based biology中的核心内容即是对序列的Annotation（注释），其中主要包含structural annotation和functional annotation，前者涉及分析sequence在genome中的locus以及exon，intron，promoter等的location，而后者则是推断序列编码产物的功能。 除了基因本身的信息，关于该基因的生物功能的信息也是非常庞大的且复杂的，如产物及其参与的生物学过程等等。要充分利用这些已有的信息，需要对其进行系统的统一组织。用计算机的思想，将其组织成为结构化的标准的生物学模型，可以更方便以后的研究。 首先来介绍基因本体数据库 它是2000年由GO组织发起构建的一个结构化标准生物学模型。对基因及其产物的知识进行了标准化的描述与归类。 总共分为，三大类 细胞组件（cellular component），细胞的每个部分和细胞外环境(胞外基质)。 分子功能（molecular function），基因产物在分子级别的主要活动，比如结合以及催化。 生物过程（biological process），细胞内发生的，可以定义开始和结束的事件或行动。理解为，一切与细胞，组织，器官，乃至生物体的活动有关的生物学过程。 GO的注释体系，采用的是图论中的有向无环图的结构，整体呈现树形分支状结构，由三个独立的ontology(生物过程/细胞组分/分子功能)开始，层层向下，独立出不同的层次。 一个功能节点会注释很多基因，而我们要检验的是 找到的这一组基因是否有显著多的基因注释在该节点上。 * 在窗口中输入Cluster name为gal，勾选Paste genes from text，在以下输入框中输入gal1-gal7，中间以空格分开。选择细胞功能分类，并确认选中Saccharomyces cerevisiae（啤酒酵母）。启动BiNGO，通过连接GO数据库有哪些信誉好的足球投注网站。 * 1、7个半乳糖转换酶参与的生物功能的结构图，这与前面的蛋白互作网络是不一样的，每一个节点代表的是一种生物学功能，每一条连线代表生物功能之间的联系。 2、下方窗口：每一个生物学途径所有包含的基因。 3、P值颜色提示框。 总结：通过这个插件，构建以”基因功能”为基础的结构图。以“基因功能”的角度对生命现象进行分析，对理解疾病的发病机制或药物的作用机理等更有帮助。 * 四、基因注释与功能富集分析 （一）基因注释数据库 GO数据库 KEGG数据库 （二）功能富集分析 超几何分布 富集分析软件 ?BiNGO ?GO-function （一）基因注释数据库 1、研究人员已经掌握了大量的全基因组数据，同时关于基因、基因产物以及生物学通路