目的 禽流感疫情的爆发和传播受到多种自然因素的影响.今欲尝试将地理信息系统与基因进化树分析相结合,以建立一种基于基因序列变异追踪中国禽流感病毒地理传播的技术.方法 禽流感病毒基因来源于美国国立医学图书馆(National Library for Medicine,NLM)数据库,所获得的基因组数据利用E-Utilities软件包转化为结构体后,可用Matlab软件阅读.结构体主要字段包括PB2、PB1、PA、HA、NP、HA、M1和NS1 8个片段,分别代表流感病毒的8个不同的基因片段.基于结构体字段,利用计算生物学的方法比较不同传播能力禽流感病毒的同义突变/非同义突变基因(Ka/Ks)比例,确定不同选择压力之下A型禽流感病毒的基因突变模式.进而选择Ka/Ks比例最大的基因片段,采用Jukes-Cantor算法估计氨基酸序列变异的进化距离,然后对不同爆发点的H5N1型禽流感进行进化树聚类.将聚类信息输入Google Earth,并利用不同图层地理信息对影响爆发点分布的因素做单因素分析.结果 比较分析A型禽流感所有的8个基因序列可以看出,NS1、HA和NA蛋白的Ka/Ks比值较大.三者中,HA基因的Ka/Ks比值最大,可以代表病毒的传播能力.利用分级聚类的思路对HA基因转录的氨基酸相似程度进行比较,发现自2003年以来亚洲地区爆发的H5N1型禽流感之间的关系可以表示为一个由30个节点构成的进化树,其中14个节点为分支节点,16个节点为叶子结点.把分支树的前三个节点作为分类标准,可以把所有16个病毒株分为四类.这四类病毒在地理空间的分布呈现一定规律.计算发现禽流感爆发相关地理因素排序分别为:内陆水体＞主要铁路交通线＞家禽密度.结论 对中国H5N1病毒株基因序列变异的地理分布分析显示,禽流感病毒爆发与候鸟迁徙、家禽运输密切相关。
基于基因进化树和地理数据库追踪禽流感病毒变异
【摘 要】
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目的 禽流感疫情的爆发和传播受到多种自然因素的影响.今欲尝试将地理信息系统与基因进化树分析相结合,以建立一种基于基因序列变异追踪中国禽流感病毒地理传播的技术.方法 禽流感病毒基因来源于美国国立医学图书馆(National Library for Medicine,NLM)数据库,所获得的基因组数据利用E-Utilities软件包转化为结构体后,可用Matlab软件阅读.结构体主要字段包括PB2、P
【机 构】
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四川省医学科学院四川省人民医院创伤代谢组多学科实验室计算生物学研究组,四川省医学科学院四川省人民医院创伤代谢组多学科实验室计算生物学研究组,四川省医学科学院四川省人民医院创伤代谢组多学科实验室计算生物
【出 处】
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中华急诊医学杂志
【发表日期】
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2012年21期
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