摘要：三维形状的功能性分析作为理解和操纵三维环境的手段对人工智能起着重要的作用,人类在没有任何环境的情况下,可以凭借知识和经验预测出对象的功能.为此,提出一种使用关系图指导给定对象生成三维功能场景的方法,包括关系图生成和场景生成2个步骤.在关系图生成阶段,采用深度卷积生成网络预测给定对象的关系图,将中心和交互对象编码为节点,对象之间的空间关系编码为边;在场景生成阶段,将生成的图和给定的中心对象作为输入,并输出交互对象的形状和位置.该方法在用于场景生成的交互场景数据集上进行测试,并与PG-DNN和PQ-NET方法比较,采用倒角距离和光场距离作为评价指标.实验结果表明,所提方法生成的功能场景优于现有方法,还可以使用对象的隐式表达生成高分辨率的功能场景.

摘要：环状RNA(circ RNA)由于其广泛性、稳定性、保守性等特点具有较高研究价值,已成为生物研究领域热点之一。为研究circ RNA在鸡脂肪细胞分化中作用,选择与前期发现在鸭脂肪细胞分化中具有重要作用的鸭circ_PLXNA1具有高度同源性的鸡circ_PLXNA1作验证分析。鸡circ_PLXNA1是一个稳定的环状转录本,核质分离试验发现鸡circ_PLXNA1主要定位在细胞质中。此外,circ_PLXNA1主要在鸡心脏和肝脏中表达。生物信息学分析结果表明,鸡circ_PLXNA1和预测的靶基因富集于Erb B、MAPK和Hedgehog等信号通路,表明鸡circ_PLXNA1可能通过调控靶基因间接参与脂肪细胞分化。

摘要：直接定义在网络邻接矩阵上运行的特征提取方法存在着结构信息提取不充分的问题。基于此,提出一种融合多网络表示学习特征的基因功能预测方法。利用随机游走模型捕捉基因网络的拓扑结构特征,基于此特征使用一个半监督自编码器学习基因节点的低维表示。应用卷积神经网络融合多网络基因节点的低维表示信息预测基因功能。实验结果表明,在人类和酵母菌数据集上该方法能够提高基因功能预测的效果。

摘要：构建可靠的动态蛋白质网络是提高蛋白质未知功能预测和蛋白质复合物识别性能的关键,然而现有蛋白质网络构建和功能预测方法普遍存在鲁棒性低、预测精度不足等问题。为此,设计改进的动态蛋白质网络构建算法。采用进化图对蛋白质相互作用进行建模,基于蛋白质的活性周期将整个蛋白质网络划分为多个时间片的动态子网,在各个子网内部依据蛋白质之间的连接强度确定相互作用关系,从而得到一个全局的动态蛋白质网络。在此基础上,通过考查未知功能蛋白质邻居节点功能注释情况的差异,提出基于功能关联得分或神经网络的功能预测算法IPA-PF。在多个公开生物数据集上的实验结果表明,IPA-PF算法的查全率、查准率和F-measure指标优于HPMM、D-PIN、EFM和FP-BMD算法,且对输入参数不敏感,在保证功能预测准确性的前提下,其时间复杂度处于合理范围内。

摘要：转录因子在细胞内的各种生物通路中起着重要的调控作用.在人基因组中有1 000多个注释为DNA结合蛋白的编码基因,其中部分基因已被证明为转录因子,对它们调控的生物通路也相对比较清楚.其余的大多数DNA结合蛋白可能是潜在的转录因子,但它们的功能并不明确.鉴于转录因子与其所调控的靶基因在基因表达水平上密切关联,本文从基因共表达网络出发建立了1个预测转录因子功能的新方法——co-expression-based transcription factor function prediction(TF-coEx).首先,利用大规模高通量表达芯片数据建立了不同条件下人全基因组的基因共表达网络,并通过网络划分获得包含转录因子的一系列基因共表达模块.之后,通过对模块内基因的功能富集分析,并整合不同网络的模块功能富集结果,对所有潜在的转录因子编码基因进行了功能预测.通过与已知功能的对比,我们证明TF-coEx的预测效果显著好于随机.此外,对预测分值最大的50个结果的文献验证显示,54%的预测有实验证据支持.方法的预测结果为进一步设计具体的实验来验证潜在转录因子的功能提供了方向.

摘要：为进一步明确Avenin-like type b基因的功能特性,以小麦品种西农188为材料,通过设计简并引物克隆小麦Avenin-like type b基因,对克隆得到的序列进行同源性比对,分析编码蛋白的理化性质、结构特点,结合系统发育树、亚细胞定位预测及结构域分析探讨其可能具有的功能特性,同时对该基因进行体外原核表达及品质功能相关分析。结果表明,从西农188克隆得到4条序列,Genbank登录号为KY794919~KY794922,其中KY794922在信号肽区段碱基缺失导致移码突变。KY794919~KY794921序列与Aveninlike type b家族中大麦、柱穗山羊草、二穗短柄草及节节麦的同源性较高。蛋白序列分析表明,Avenin-like type b编码氨基酸序列具有较高的保守性,其Cys的数目及位置也较为保守,具有两个典型的AAI结构域,推测其可能为一类具有α-淀粉酶抑制剂活性的蛋白。亚细胞定位显示,该类蛋白可能在合成加工后通过运输小泡转运至细胞外行使功能。SDS-PAGE分析表明,KY794919~KY794921体外原核表达成功。通过纯化表达产物及掺粉试验表明,KY794919~KY794921编码蛋白对小麦面粉品质均具有显著正向效应,但仅有KY794919可显著提高面粉吸水量进而延长面筋扩展时间,说明其可能在品质功能研究资源中更具有优越性。

摘要：蛋白质是完成重要生物活动所必需的分子。准确掌握蛋白质功能,将对生命科学研究及应用起到极大的促进作用。高通量技术的发展产生了海量的蛋白质序列,利用计算技术预测大规模蛋白质功能已成为当今生物信息学的核心任务之一。目前,作为蛋白质功能预测的研究热点,基于蛋白质相互作用网络的预测方法在降低数据噪声影响、充分利用网络拓扑特性及整合多源数据等方面仍不够完善。文中结合带阻力随机游走得到的全局拓扑相似度,及功能术语的语义相似度,设计了一种双加权投票蛋白质功能预测算法BiWV;并在此基础上整合了生物通路信息,提出了带生物通路的双加权投票算法——BiWV-P。在酿酒酵母和人类数据集上,对所提算法与TMC,UBiRW和ProHG 3种算法的预测效果进行对比分析。实验结果显示,算法BiWV和BiWV-P能够有效预测蛋白质功能,并在许多数据集上获得较其他算法更高的微正确率与微F1。

摘要：为了解猪附红细胞体膜蛋白OxaA的生物学特性,本研究设计一对特异性引物,应用PCR方法扩增OxaA基因的全长序列,进行克隆和测序,并采用生物信息学方法,对OxaA蛋白的分子结构、理化性质、结构功能域、蛋白质二级结构和三级结构及抗原表位等重要参数进行了预测和分析。结果表明:PCR扩增出了1 561 bp的目的片段;经测序OxaA核苷酸序列与GenBank中KI_3806(NC_015153)基因组序列相比,存在21处同义突变,核苷酸序列同源性98%,氨基酸序列同源性100%;OxaA蛋白的理论等电点为9.98,偏碱性;OxaA蛋白存在多个信号肽可能位点和5个跨膜区域;OxaA蛋白的二级结构以α螺旋、不规则卷曲、延伸链为主要构件;SWISS数据库中并未找到与OxaA蛋白结构高度相似的蛋白,应用CPHmodels模拟出OxaA蛋白的三级结构;OxaA蛋白的B细胞抗原表位可能存在于20～24位、28～40位、45～53位、142～150位、260～263位氨基酸处。本研究为OxaA蛋白功能的深入研究提供了参考,并为猪附红细胞体病单克隆抗体的制备及合成肽疫苗的研发奠定了基础。

摘要：传统材料开发方法为试错法，开发一款实用材料大概需要20年时间。材料模拟与设计是理论化学与材料学科交叉的新兴领域。结合前沿的理论化学计算方法与数据挖掘，利用目前超级计算机强有力的计算能力，

摘要：通过对影响抗菌肽活性因子的分析,确定可量化的因子参数,并对已有抗菌肽的活性因子数据进行统计分析,得到参数取值范围。采用Java技术,对已有抗菌肽序列进行剪切拼接,得到新肽。根据参数取值范围判断新肽,是否有活性,并进行功能预测,同时对抗菌肽构建三维空间结构图。分析证明,亲水端正电荷量是四类抗菌肽具有抗菌活性的重要共性;疏水氨基酸残基百分比和α-螺旋百分比两因子对区分四类抗菌肽功能效果显著。