ASD及其在基因选择性剪接检索中的应用.docx

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ASD及其在基因选择性剪接检索中的应用

ASD及其在基因选择性剪接检索中的应用

ASD及其在基因选择性剪接检索中的应用

12313吴炳礼,杜昆,许丽艳,李恩民

（1.汕头大学医学院生物化学与分子生物学教研室,汕头515031;）2.汕头大学医学院分子生物学中心,汕头515031;3.汕头大学医学院肿瘤病理研究室,汕头515031

（摘要:

在生物信息学的飞速发展中,与之相应的各种类型的数据库不断涌现,选择性剪接数据库AlternativeSplicingDatabase,）ASD便是其中之一。

本文详细介绍了ASD数据库的主要内容及其功能,并在其子数据库AltSplice中检索NGAL基因的选择性剪接,由此为例说明了ASD数据库在基因选择性剪接检索中的应用。

关键词:

生物信息学;ASD;AltSplice;选择性剪接

（）文章编号:

1672-55652005-04-178-04中图分类号:

TP319,Q75文献标识码:

A

ASDandapplicationinthesearchofgenealternativesplicing12313WUBing-li,DUkun,XULi-yan,LIEn-men

（1.DepartmentofBiochemistryandBiologyofMedicalCollegeofShantouUniversity;2.MoleculerBiologyCenterofMedicalCollegeofShantouUniversity;

）3.DepartmentofTumorPathologyofMedicalCollegeofShantouUniversityshantou515031ChinaAbstract:

Withthefastdevelopmentofbioinformatics,allkindofrelevantdatabasearekeepingappearing,oneofwhichisTheAlternative

（）SplicingDatabaseASD.ThisarticlewilldetaillyintroducethemaincontentandfunctionsofASD,andthenillustrateitsapplicationinthesearchgenealternativesplicing,bytheexampleofthesearchingNGALinitssubunitAltSplice.

Keywords:

bioinformatics;ASD;Altsplice;Alternativesplicing

选择性剪接广泛存在于哺乳动物基因转录后1ASD的主页

RNA的剪接加工中。

在不同的发育阶段、特定组织

和疾病中,RNA的剪接模式是多样的。

在人类约输入网址:

http:

ΠΠwww.ebi.ac.ukΠasdΠindex.html140%,60%的基因采取选择性剪接方式。

因此,即可进入ASD的主页面。

该页面主要由两大模块有必要系统地收集关于选择性剪接外显子、内含子组成,即ASD的概况、页面左上角的10个标题和右

（）和剪接异构体spliceisoform方面的数据,并给予注侧的简单快速查询。

本页还提供了其工作平台

释。

ASD工作组建立的数据库,不仅包括选择性剪（）workbench的超连接,为查询内含子序列特性服务。

接事件,还包括经实验证明的剪接模式调节机制。

（包括多聚嘧啶序列分析PPTanalysispolypyrimidine到2003年6月,该数据库共收集了15644个基因的）（tractanalysis]、分枝点分析BPanalysisbranchpoint

162328个内含子和122499个外显子。

下面将对）（）analysis]和调节序列分析Regulationsequence等内

ASD的主要内容作一介绍。

容。

相应页面可供查询者对目的基因内含子的序列1,2特征进行查询。

在本页面列举的两篇文献有助

收稿日期:

2004-08-23;修回日期:

2005-06-02

（）（）（）基金项目:

国家自然科学基金39900069;30170428;30369858,广东省自然科学基金37788,广东省自然科学基金990799,010431,广东省高校

（）（）（）自然科学研究项目200033,广东省医学科研基金A2001419,汕头大学研究与发展基金L0004,L00012

（）作者简介:

吴炳礼1979-,男,硕士研究生。

（）3通讯作者:

李恩民,教授,博士研究生导师,主要从事肿瘤分子生物学研究,Tel:

0754-8900847,E-mail:

nmli@stu.edu.cn

于查询者了解该数据库建库的理论分析基础。

目前于了解其建库思想。

1.2.1AltExtronDataASD有AltExtron、Altspice和AEdb等三个子数据库

AltExtron的数据来自EMBL2003年2月发布的可供使用。

1.1AltSplice子数据库版本,包含人、酵母、鸡、牛、果蝇、拟南芥、大鼠、小鼠

及斑马鱼等9个物种。

在这里也列举了这9个物种Altsplice是由计算机产生的经转录证实的关于

的关于各类内含子和外显子的统计数据,如人的选剪接模式、选择性剪接事件和相关注释的数据库。

择性剪接事件占总数的46%。

1.1.1AltSplicedata

1.2.2AltExtron的查询界面Altsplice数据来自Ensembl19.34b2版本中注释

2003年2月发布的新版AltExtron可查询包括的已知基因,所取的核酸片段包含被Ensembl证实

人、大鼠、果蝇、酵母及拟南芥等5个物种。

可供查的基因区域,而这个区域在5’和3’端又各延伸

询的途径有IDBAccessionnumber、EMBLAccession3000bp,人类的EST和mRNA序列与这些基因区域

）（number、Dataasecrossnumber如DNA、EST、PID等,进行配对。

依据这些配对进一步分组,每一组代表

在Spliceannotation的下拉菜单有所有内含子、外显一种剪接模式。

每一组由一个代表性的结构来描

子的选择性剪接形式。

如果不知道这些数据库的述,称为转录分类。

Accessionnumber,查询者也可以输入proteinkey2为了描述选择性剪接事件,每个同形体转录结

words,在输出一系列结果中选择查询目标。

甚至在构要相互比较。

该数据库认为基本的选择性剪接事

查询者对查询目标了解甚少的时候,可以使用clone件,有如下四种形式。

第一种形式exonisform:

剪接

librarybrowser,在解剖位置、发展阶段、病理学和细供位和Π或受位改变导致外显子的延伸或缩短。

第

胞类型四个选项下,继续选择具体分选项,在输出结二种形式cassetteexon:

一个外显子只出现在一个转

果中选择查询目标。

录体,而不出现在这个转录体的同形体中。

第三种

1.3AEDB子数据库形式alternatingexon:

外显子在选择性转录体中相互

AEDB为手工产生的人选择性外显子及其特点排斥。

第四种形式intronretention:

一段核酸在一个

的数据库,该数据是从实验证实外显子的文献中收转录体为外显子,但在另外一个转录体中为内含子。

集而来。

不仅包括核酸序列,而且包括已报道的生对于后三者,根据5’和Π或Π3’端侧翼的外显子是否

物学部分内容:

如组织的特异性、发育中的调节、选（）（）有修饰,冠以“复杂”complex或“简单”simple的特

择性外显子的功能、与疾病的联系等。

这个了数据点。

这些修饰是指如一个侧翼的外显子可能被延伸

库可以分别查询选择性外显子的序列及其功能、调或缩短,或一个在保留内含子侧翼的外显子是“cas2

节剪接的motif序列。

AltSplice与AEdb两个数据库setted”或者“alternated”。

的共有条目在AltSplice和Π或AEdb中的查询结果中1.1.2AltSplice的查询界面提供人和鼠两个物种

将联系起来,显示于查询结果页面。

这样AltSplice的AltSpliceQuery界面的

中的外显子和选择性剪接事件即可以得到AEdb的超连接。

可通过REGION,GENE两个项目进行查

实验性证据。

询。

在REGION,可以选定染色体号码,也可以输入

1.4WrapperandTools具体碱基位置;在GENE,既可以使用基因在几个主

wrapper为可以在AEdb和AltSplice这两个数据要大型数据库中的ID或Accession,也可以使用关键

库中同时进行整合查询的平台,目前有上述9个物词进行查询,这几个大型数据库指Ensembl,EMBL,

种可供查询。

Tools即前述的workbench,其超连接可Swiss-Prot以及Genbank等。

例如在“Limittogenes

以进行内含子的多聚嘧啶尾、分枝点及调节序列的（）keywords”输入“hsp”,在输出的一系列结果中,查

查询。

询者点击目的基因即可。

1.2AltExtron子数据库

AltExtron是由计算机产生的经转录证实的结构2AltSplicedata的使用

性和选择性外显子和内含子的数据库。

到2003年6

月,AltExtron收集的5564个基因中有2581个存在下面以本实验室正在研究的一个食管癌相关基

（）选择性剪接事件。

AltExtron是AltSplice的原型,更因NGALneutrophilgelatinase-associatedlipocalin在

（）倾向于多方面了解ASD工作组使用的方法,并总体AltSplicedatahuman中查询为例,介绍ASD对基因

上关注选择性剪接所包含的生物学内容。

在docu2转录产物选择性剪接的分析描述。

本实验室曾研究1-4mentation中列举了有关方法学的四篇文献有助表明NGAL是一种新的食管癌相关基因,可能在癌

5-7（）入了AltSplicedatahuman的查询界面。

细胞的侵润转移中发挥作用。

以往研究证实人

（）NGAL基因的转录产物有7个外显子,但第七个外2.2AltSplicedatahuman的查询界面显子不编码蛋白,而NGAL在小鼠中的同源物24P3该界面设计简单明了,可供查询栏目有几个大型

基因有6个外显子,其第六个外显子相当于人NGAL数据库的IDΠAccession和genekeyword等。

在EVENTS8,9的第六、七外显子合而为一。

中有simple,complex和both三个选项,在未知具体选

择性剪接形式时,默认为“both”。

我们在“limittogene2.1进入AltSplicedata查询界面

（）在ASD的主页点击AltSplice,将显示AltSplicekeywords”中输入“NGAL”后,点击“submit”。

经上述

步骤后得到一个输出结果,见图1。

的两个子目录Data和Access;点击Access进入

AltSpliceDataInterfaces,点击Human的超链接,就进

图1查询结果条目

（）（）即NGAL,其为条目中有Ensemblgeneid和简短描述。

点击LCN2ID2

Ensemblgeneid的超连接,即可进入一个罗列具体查ENST00000341046,有6个外显子,长度为597bp,翻

询结果的页面,主要有Gene:

ENSG00000148346和译产物长度为198个氨基酸。

转录结构示意图见图

TranscriptID:

ENST00000177480等。

这些均为超连4。

同样由图可知LCN2的转录前体长为3.60kb。

接,点击可到其相应页面查看。

Gene:

ENST00000277480与ENST00000341046相比,在

ENSG00000148346为一个EnsemblHumanGeneview转录水平上,前者比后者多239bp,其中在5’端前者

页面,包括EnsemblGeneReport和TranscriptΠTransla2比后者多87bp,在3’端多152bp;在翻译水平上,前tionSummary两大模块。

前者包含的信息有基因名者的第一外显子的部分序列,第五外显子最后一个称、染色体位置、直系同源物和SNP等,而TranscriptΠ碱基及第六、七全部序列没有翻译成蛋白,后者的六

TranslationSummary在NGAL查询结果中包含两部个外显子皆可翻译成蛋白,两者的蛋白序列相差6

分:

个残基。

由上述信息可知,NGAL基因转录产物可

（）能有两种不同的加工形式,产生两种不同的产物。

1ENST00000277480,含有7个外显子,长度为

836bp,翻译产物长度为192个氨基酸,还有相似性这与本实验室以往的研究结果相吻合。

（）配对,蛋白特点和转录结构见图2等。

由图2可与其他数据库相比,ASD的优点是许多资源是

知ENST00000277480转录前体长为4.02kb。

点击从文献中收集获得,数据经实验室证明,具有很高的ENST00000277480相对应的Exoninformation,可查看可信度。

其缺点是,不能输入序列直接进行查询,查其外显子信息,见图3。

由表格可得ENST00000277480询者需对查询目的基因有一定的了解,如名称、一些

的七个外显子序列,其中第一个外显子5’端部分序数据库的ID等,但从整体来说,ASD与EBI、SWISS列及第六、七个外显子全部序列在电脑屏幕界面上-PROT等其他数据库有超连接,提供丰富的生物

显示为紫色,示意这些序列为转录非翻译区,这与图信息学内容,不失是个查询基因选择性剪接的好数

2是一致的:

七个外显子中第一外显子部分,第六、据库。

七个外显子为空白框架,区别于黑色的转录翻译区。

图2ENST00000277480转录结构示意图

（）下转第184页

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（）上接第180页

图3ENST00000277480的Exoninformation

图4ENST00000341046转录结构示意图

许丽艳,李恩民,熊华淇,等.NGAL基因在永生化食管上皮细5（）参考文献References:

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