《原核生物轉錄因子結合位點的算法預測及套用》是依託山東大學，由李國君擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：原核生物轉錄因子結合位點的算法預測及套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李國君
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著對基因研究的不斷深入,探索基因轉錄調控機制變得越來越迫切。 轉錄過程既是DNA翻譯成蛋白質的關鍵一步,同時也是調控基因表達的關鍵階段。轉錄調控通常是在轉錄起始步驟通過調控蛋白（轉錄因子）識別並結合到調控基因上游區域中的一段特定DNA序列(轉錄因子結合位點或模體（motif）)來實現的。一個轉錄因子通常有若干個結合位點，而同一個基因有時會被若干個轉錄因子調控。被同一個轉錄因子調控的若干個基因往往有著相似或相關的功能。因此,預測所有屬於不同轉錄因子的結合位點,將有助於對轉錄因子自身性質的進一步研究和轉錄調控網路的構建。即使對原核生物，雖然其結合位點相對規範，比如屬於同一個轉錄因子的模體往往序列長度相同並相對保守等，一切現有的預測方法仍然都有不可容忍的缺陷。我們將在基因組水平上研究原核生物轉錄因子結合位點的算法預測和軟體開發，並由此設計全基因組水平上調節子(regulon)的計算預測。
結題摘要
轉錄因子調控模體的計算預測一直是分子生物學和計算生物學研究領域中的一個最基本的科學難題，而原核生物操縱子的精確預測又是調控模體和調節子精確預測的基礎。一個轉錄因子通常有若干個結合位點，而同一個基因有時會被若干個轉錄因子調控。被同一個轉錄因子調控的若干個基因往往有著相似或相關的功能。因此,預測所有屬於不同轉錄因子的結合位點,將有助於對轉錄因子自身性質的進一步研究和轉錄調控網路的構建。本項目主要在操縱子精確預測的基礎上，設計原核生物基因組水平上可靠、高效、快速的調控模體的預測算法，並由此設計原核生物基因組調節子的預測算法。我們完善了模體閉包的概念，科學地確定計算模體閉包時使用的閾值，設計出了更快更準的調控模體預測算法和軟體。同時對於模體預測中信號放大與搜尋難題，我們設計出基於多次短序列比對和圖中求極大團的組合算法，極大地提高了預測微弱模體信號的能力，有效地挖掘被噪音吞沒的調控模體，使被挖掘的信號通過之間的相互作用從噪音中脫穎而出。我們的預測算法實現了模體長度的自動確定，在全基因組水平上，準確預測出全局調控的轉錄因子的調控模體。首次使被挖掘信息從浩瀚的噪音中脫穎而出，並找到了不同長度模體族間尾部機率可比性的方法，將模體識別的預測精確度提高到一個嶄新的水平。
