新一代基因组测序

目 录

新一代基因组测序
目录
译者序
前言
第一部分 SangerDNA测序
1 Sanger DNA 测序方法
1.1 Sanger测序的基础
1.2 人类基因组计划的未来
1.3 局限性以及未来的机会
1.4 生物信息学是关键
1.5 下一步将往哪里走
第二部分 新一代测序：通往个性化医疗
2 Illumina基因组分析仪II系统
2.1 文库的制备
2.2 簇的创建
2.3 测序
2.4 配对末端读序列
2.5 数据分析
2.6 应用
2.7 结论
3 应用系统生物公司(ABI) SOLiDTM系统：基于连接反应的测序
3.1引言
3.2 SOLiDTM系统概述
3.3   SOLiDTM系统应用
3.4   结论
4 新一代基因组测序：454/罗氏GS FLX
4.1 引言
4.2 技术概述
4.3 软件和生物信息学
4.4 研究应用
5 聚合酶克隆测序法：历史，技术，以及应用
5.1 介绍
5.2 聚合酶克隆测序的历史
5.3 聚合酶克隆测序
5.4 应用
5.5 结论
第三部分 瓶颈：序列数据分析
6 新一代测序(NGS)数据分析
6.1 为什么新一代序列分析有不同？
6.2 序列搜索策略
6.3 什么是“击中”，为什么它对NGS十分重要？
6.4 为什么NGS的记分不同？
6.5 NGS序列分析的策略
6.6 后续数据分析
7 DNASTARS的新一代软件
7.1 个人基因组及个性化医疗服务
7.2新一代DNA测序--作为个人基因组研究的手段
7.3 不同平台的优势
7.4 计算挑战
7.5 DNASTAR的新一代软件方案
7.6结论
第四部分 新兴测序技术
第8章 实时DNA测序
8.1 全基因组分析
8.2 个性化医疗和药物基因组学
8.3 生物防御、法医、DNA测试和基础研究
8.4 简单精巧：实时DNA测序
第9章 使用Z 型DNA分子置换的TEM直接测序
9.1 引言
9.2 方法的逻辑性
9.3 优化改良核苷酸鉴定技术进行DNA序列单独聚合的TEM目力分辨率
9.4  TEM基板和可视化
9.5 利用聚合酶进行Z-标签核苷酸整合
9.6 当前和新的测序技术
9.7 精度
9.8  ZS遗传学公司提出的DNA测序技术的优势
9.9 更长读序列的优势
10单分子DNA条形码技术及其在DNA图谱和分子单体型中的应用
10.1 引言
10.2 单分子DNA条形码方法中的关键技术
10.3 单分子DNA图谱
10.4 分子单体型分析
10.5 讨论
11光学测序：从图像化的单分子模板采集
11.1 引言
11.2 光学测序循环
11.3 光学测序技术的展望
12     基于微芯片的Sanger DNA测序
12.1 基因组分析的集成微流体装置
12.2 Sanger测序微流体器件上聚合物网络的改进
12.3 总结
第五部分 新一代测序:真实地整合基因组分析
第13章 应用配对末端双标签多重测序进行转录组和基因组分析
13.1 引言
13.2 配对末端双标签（PET）分析的发展
13.3 利用GIS-PET进行转录组分析
13.4 利用ChIP-PET在全基因组上定位转录因子结合位点和表观遗传修饰
13.5 利用ChIA-PET在全基因组上鉴定长距离互作
13.6 展望
14 利用454测序平台研究古基因组学
14.1 引言
14.2 DNA降解的挑战
14.3 DNA降解对古基因组学研究的影响
14.4 降解与测序的准确性
14.5 样品污染
14.6 解决DNA损伤的方法
14.7 解决污染的方法
14.8 还存在哪些基本问题，将来的前景如何？
15 染色质免疫沉淀测序：蛋白-DNA 互作作图
15.1引言
15.2 历史
15.3 染色质免疫沉淀测序（ChIP–seq）方法
15.4 基于双脱氧的Sanger标签测序法
15.5 基于杂交的标签测序
15.6 边合成边测序的应用
15.7  ChIP–seq的医学应用
15.8 挑战
15.9  ChIP-seq方法的展望
16 新一代测序技术在MicroRNA的发现和表达谱研究中的应用
16.1 miRNA的背景介绍
16.2 miRNA的鉴定
16.3 实验方法
16.4 验证
16.5 展望
17基于标签的转录组学分析DeepSAGE，优于微阵列
17.1 引言
17.2 DeepSAGE
17.3 数据分析
17.4 基于标签的转录组表达谱的比较
17.5 表达谱未来的展望
18 新基因组学和个人基因组信息：伦理学问题
18.1 新基因组学和个人基因组信息：伦理学问题
18.2 新基因组学：它的特点是什么？
18.3 伦理学的革新：为什么我们需要它?
18.4 限制条款：全基因组学和本地伦理学观
18.5 医学伦理学和希波克拉底保密性
18.6 生物医学伦理学的原则
18.7 临床研究和知后同意
18.8 大规模研究伦理学学：新观念
18.9 个人基因组
18.10 个人基因组计划：允许信息公开
英汉对照词汇
彩图

DNA和蛋白质序列数据分析工具(第二版)

目 录
第二版前言
第一版前言
第1章 序列比对工具BLAST和ClustalX的使用 1
1.1 序列比对BLAST 1
1.1.1 Basic BLAST 1
1.1.2 网上blastx比对 4
1.1.3 网上PSI-Blast比对 7
1.1.4 Specialized BLAST 9
1.1.5 网上Blast2比对 10
1.2 本地运行BLAST（Windows系统） 11
1.2.1 BLAST程序下载 11
1.2.2 BLAST程序安装 11
1.2.3 进入DOS命令行提示符状态 13
1.2.4 搜索数据库的格式化 14
1.2.5 BLAST搜索程序运行 14
1.2.6 本地化BLAST搜索结果查看 15
1.3 多序列比对（ClustalX） 15
1.3.1 ClustalX的使用 16
1.3.2 数据的输入 17
1.3.3 数据的输出 20
主要参考文献 22
第2章 真核生物基因结构的预测 23
2.1 基因可读框的识别 23
2.2 CpG岛、转录终止信号和启动子区域的预测 24
2.2.1 CpG岛的预测 24
2.2.2 转录终止信号的预测 26
2.2.3 启动子区域的预测 27
2.3 基因密码子偏好性计算：CodonW的使用 29
2.4 采用mRNA序列预测基因：Spidey的使用 31
2.5 ASTD数据库简介 33
主要参考文献 37
第3章 电子克隆 38
3.1 利用UniGene数据库进行电子延伸 38
3.1.1 目标序列的检索 39
3.1.2 UniGene数据库检索 40
3.2 从数据库中获取cDNA全长序列 43
3.3 本地序列拼接 44
3.3.1 CAP3序列拼接程序 45
3.3.2 Velvet序列拼接程序 47
3.4 基因的电子表达谱分析 52
3.5 核酸序列的电子基因定位分析 54
主要参考文献 57
第4章 分子进化遗传分析工具（MEGA 4）的使用 58
4.1 序列数据的获取和比对 58
4.1.1 数据库直接检索 59
4.1.2 多序列比对 60
4.2 进化距离的估计 63
4.3 分子钟假说的检验 64
4.4 系统进化树构建 66
4.4.1 系统进化树构建方法选择 66
4.4.2 进化树的树形选择 68
4.4.3 进化树的拓扑结构调整 70
4.4.4 进化树树枝形态的优化 71
4.4.5 进化树的保存 73
主要参考文献 74
第5章 蛋白质结构与功能预测 75
5.1 蛋白质一级结构分析 76
5.1.1 ProtParam：蛋白质序列理化参数检索 76
5.1.2 ProtScale：蛋白质亲疏水性分析 78
5.1.3 COILS：卷曲螺旋预测 81
5.2 蛋白质二级结构预测 83
5.2.1 PredictProtein：蛋白质结构预测 83
5.2.2 PSIPRED：不同蛋白质结构预测方法 87
5.3 InterProScan：模式和序列谱研究 88
5.3.1 InterProScan简介 88
5.3.2 PROSITE：蛋白质结构域、家族和功能位点数据库 91
5.3.3 Pfam：蛋白质家族比对和HMM数据库 95
5.3.4 BLOCKS：模块搜索数据库 97
5.3.5 SMART：简单模块构架搜索工具 98
5.3.6 TMHMM：跨膜区结构预测服务器 100
5.4 蛋白质三级结构预测 101
5.4.1 Swiss-Model Workspace：同源建模的网络综合服务器 102
5.4.2 Phyre（successor of 3D-PSSM）：线串法预测蛋白质折叠 104
5.4.3 HMMSTR/Rosetta：从头预测蛋白质结构 106
5.4.4 Swiss-PdbViewer：分子建模和可视化工具 106
主要参考文献 109
第6章 序列模体的识别和解析 110
6.1 MEME程序包 110
6.2 通过MEME识别DNA或蛋白质序列组中模体 111
6.3 通过MAST搜索序列中的已知模体 114
6.4 通过GLAM2识别有空位的模体 117
6.5 通过GLAM2SCAN 搜索序列中的已知模体 120
6.6 应用TOMTOM与数据库中的已知模体进行搜索比对 122
6.7 应用GOMO鉴定模体的功能 123
主要参考文献 124
第7章 蛋白质谱数据分析 125
7.1 生物质谱技术介绍 125
7.1.1 质谱技术的基本原理 125
7.1.2 X!Tandem软件 129
7.1.3 Mascot软件 135
7.1.4 Sequest软件 139
7.2 蛋白质组学数据统计分析软件 142
7.2.1 TPP简介 142
7.2.2 TPP的安装与配置 143
7.2.3 样本数据准备 144
7.2.4 将RAW文件转换成mzXML文件 145
7.2.5 由out数据文件夹生成pepXML文件 147
7.2.6 运行PeptideProphet 151
7.2.7 PeptideProphet处理后的结果分析 154
7.2.8 运行ProteinProphet 154
7.2.9 数据的过滤筛选和将结果保存成Excel文件 158
主要参考文献 160
第8章 基因芯片数据处理和分析 161
8.1 芯片数据的获取和处理 161
8.1.1 Express Converter 161
8.1.2 MIDAS 163
8.2 芯片数据聚类分析和差异表达基因筛选 168
8.2.1 MeV 168
8.2.2 Cluster 174
8.2.3 TreeView 175
8.3 芯片数据的可视化 176
8.3.1 GenMAPP的概念 176
8.3.2 GenMAPP的安装 177
8.3.3 GenMAPP的使用 177
8.4 芯片数据的检索和提交 182
8.4.1 GEO检索 182
8.4.2 Platform信息 183
8.4.3 Series信息 184
8.4.4 Samples信息 184
8.4.5 芯片数据的提交 185
主要参考文献 186
第9章 应用GO注释基因功能和通过KEGG分析代谢途径 187
9.1 Gene Ontology数据库 187
9.1.1 简介 187
9.1.2 用关键词检索GO数据库 188
9.1.3 用序列检索GO数据库 193
9.2 KEGG数据库 194
9.2.1 简介 194
9.2.2 根据代谢途径名称检索 196
9.2.3 根据基因名称检索 198
9.2.4 根据序列检索 199
9.2.5 利用KAAS工具作批量注释 201
9.2.6 基因芯片数据的代谢途径分析 204
主要参考文献 207
第10章 系统生物学网络结构分析 208
10.1 Cytoscape软件简介 208
10.1.1 概况 208
10.1.2 主要功能 208
10.2 软件安装 209
10.3 Cytoscape基本操作 209
10.3.1 信息输入 209
10.3.2 插件安装 215
10.4 应用Cytoscape进行基因注释 215
10.4.1 BiNGO插件的安装 215
10.4.2 使用实例 215
10.5 应用Cytoscape进行亚细胞定位 218
10.5.1 Cerebral 插件的安装 218
10.5.2 使用实例 218
10.6 应用Cytoscape搜索基因相互作用文献 222
10.6.1 Agilent Literature Search插件安装 222
10.6.2 使用实例 222
10.7 应用Cytoscape做网络分析 225
10.7.1 将BOND网络数据库的信息输入Cytoscape 225
10.7.2 网络分析 227
10.8 应用插件cytoprophet预测潜在蛋白和结构域的相互作用 230
10.8.1 Cytoprophet插件的安装 230
10.8.2 使用实例 230
主要参考文献 234
第11章 使用Bioperl模块作数据分析 235
11.1 概述 235
11.2 Bioperl安装 236
11.2.1 Bioperl的组成 236
11.2.2　Unix/Linux系统下Bioperl的安装步骤 236
11.2.3 Windows系统下Bioperl的安装 236
11.3 Bioperl重要模块简介和脚本实例 236
11.3.1 实现文件格式转换脚本（实例1） 236
11.3.2 实现DNA序列的翻译脚本（实例2） 237
11.3.3 计算序列长度脚本（实例3） 238
11.3.4 GenBank文件解析脚本（实例4） 239
11.3.5 图形化显示序列特征脚本（实例5） 240
11.3.6 从公共数据库获取序列脚本（实例6） 241
11.3.7 应用AlignIO模块实现文件格式转换脚本（实例7） 242
11.3.8 计算比对序列JukesCantor距离脚本（实例8） 243
11.3.9 计算同义替换率（D_s）和非同义替换率（D_n）脚本（实例9） 244
11.3.10 Bioperl调用Clustalw脚本实例（实例10） 244
主要参考文献 245
第12章 Windows 环境下Bioperl程序包的安装 246
12.1 Vista下Perl语言环境的安装 246
12.1.1 下载Perl文件 246
12.1.2 Perl安装文件 246
12.2　Bioperl的安装 247
12.2.1 启动Perl Package Manager 247
12.2.2 丰富Bioperl资源库 247
12.2.3 安装Bioperl核心包和工具盒 249
12.3 局域网通过代理服务器用户的安装 250
12.4　在Windows XP系统下安装 252
12.4.1 下载Perl文件 252
12.4.2 安装Bioperl 252
12.4.3 局域网通过代理服务器用户的安装 252
12.5　从CPAN安装Perl文件 252
12.5.1 调试Bioperl程序 252
12.5.2 个别下载Bioperl模块文件 254
12.5.3 个别安装Perl模块Bio::Graphics 254
12.5.4　调试Bio::Graphics模块 254
12.6 安装多序列比对程序Clustalw模块 256
12.6.1 下载并安装Clustalw程序 256
12.6.2 设置系统环境变量 258
12.6.3　测试Bioperl与Clustalw之间的接口 259
主要参考文献 261
英汉对照词汇 262
彩图

DNA和蛋白质序列数据分析工具(第一版)

前言
第1章 序列比对工具BLAST和ClustalX的使用
1.1 序列比对BLAST
1.1.1 网上运行BLAST
1.1.2 本地运行BLAST（Windows系统）
1.2 多序列比对（ClustalX）
1.2.1 ClustalX的使用
1.2.2 数据的输入
1.2.3 数据的输出
主要参考文献

第2章 真核生物基因结构的预测分析
2.1 基因可读框的识别
2.2 CpG岛、转录终止信号和启动子区域的预测分析
2.2.1 CpG岛的预测分析
2.2.2 转录终止信号的预测分析
2.2.3 启动子区域的预测分析
2.3 采用mRNA序列预测基因：Spidey的使用
2.4 ASTD数据库简介
主要参考文献

第3章 电子克隆
3.1 利用UniGene数据库进行电子延伸
3.1.1 目标序列的blastn检索
3.1.2 UniGene数据库检索
3.1.3 下载UniGene Cluster中所有EST序列
3.2 从数据库中获取cDNA全长序列
3.3 本地序列拼接
3.3.1 CAP3序列拼接程序
3.3.2 Velvet序列拼接程序
3.4 基因的电子表达谱分析...
3.5 核酸序列的电子基因定位分析
主要参考文献

第4章 分子进化遗传分析工具（MEGA 4）的使用
4.1 序列数据的获取和比对...
4.1.1 数据库直接检索
4.1.2 BLAST比对
4.2 遗传距离的估计
4.3 分子钟假说的检验
4.4 多序列比对结果文件格式转换
4.5 系统进化树构建
4.5.1 进化树构建方法选择
4.5.2 进化树的树形选择
4.5.3 进化树的拓扑结构调整
4.5.4 进化树树枝形态的优化
4.5.5 进化树的保存
主要参考文献

第5章 蛋白质结构与功能预测
5.1 蛋白质一级结构分析
5.1.1 蛋白质理化性质分析
5.1.2 蛋白质亲疏水性分析
5.1.3 跨膜区结构预测
5.1.4 卷曲螺旋预测
5.2 蛋白质二级结构分析
5.2.1 PredictProtein
5.2.2 PSIPRED
5.3 蛋白质结构域与功能分析...
5.3.1 Pfam（protein families database of alignment and HMM）
5.3.2 PROSITE
5.3.3 BLOCKS
5.3.4 SMART
5.4 蛋白质三维结构分析
5.4.1 同源建模（homology modeling）
5.4.2 线串法（threading）
5.4.3 从头预测（ab initio prediction）
5.4.4 蛋白质三维结构观察
主要参考文献

第6章 Gene Ontology数据库和KEGG数据库简介
6.1 Gene Ontology数据库
6.1.1 简介
6.1.2 用关键词检索GO数据库
6.1.3 用序列检索GO数据库
6.2 KEGG数据库
6.2.1 简介
6.2.2 根据代谢途径名称检索
6.2.3 根据基因名称检索
6.2.4 根据序列检索
主要参考文献

第7章 蛋白质组学数据分析
7.1 生物质谱技术介绍
7.1.1 质谱技术的基本原理
7.1.2 X!Tandem软件
7.1.3 Mascot软件
7.2 蛋白质组学数据统计分析软件
7.2.1 TPP简介
7.2.2 TPP的安装与配置
7.2.3 样本数据准备
7.2.4 将RAW文件转换成mzXML文件
7.2.5 由html文件生成pepXML文件
7.2.6 运行PeptideProphet
7.2.7 运行ProteinProphet
7.2.8 数据的过滤筛选和将结果保存成Excel文件
主要参考文献

第8章 基因芯片数据处理和分析
8.1 芯片数据的获取和处理...
8.1.1 芯片数据的格式转换
8.1.2 数据基本处理
8.2 芯片数据的检索和提交...
8.2.1 芯片数据的文件格式
8.2.2 芯片数据的提交
8.3 芯片数据的可视化
8.3.1 GenMAPP的概念
8.3.2 GenMAPP的安装
8.3.3 GenMAPP的使用
8.4 芯片数据聚类分析
8.4.1 CLUSTER
8.4.2 TreeView
主要参考文献

第9章 系统生物学网络结构分析
9.1 Cytoscape软件简介
9.1.1 概况
9.1.2 主要功能
9.2 软件安装
9.3 Cytoscape基本操作
9.3.1 信息输入
9.3.2 插件安装
9.4 应用Cytoscape进行基因注释
9.4.1 BiNGO插件的安装
9.4.2 使用实例
9.5 应用Cytoscape进行细胞定位
9.5.1 Cerebral插件的安装
9.5.2 使用实例
9.6 应用Cytoscape搜索基因相互作用文献
9.6.1 Agilent Literature Search插件安装
9.6.2 使用实例
9.7 应用Cytoscape做网络分析
9.7.1 将BOND网络数据库的信息输入Cytoscape
9.7.2 网络分析
主要参考文献
英汉对照词汇
索引
彩图