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1、计算机应用作业02级生物技术燕八、学号：021402152核酸研究2001, Vol.29, No.187-90题目：遗传学，基因组和发育研究的资源库一斑马鱼的信息网络作者：Judy Sprague, Eckehard Doerry, Sarah Douglas and Monte Westerfield斑马鱼国际资源中心，俄勒冈州，尤金综合大学，或者:美国97403-5274,收稿日期：2000年9月1日，接稿日期：2000年10月17日摘要：这个斑马鱼信息网络，ZFIN,是斑马鱼遗传学，基因组和发育研究信息来源的全球信息网资源库。ZFIN提供解剖学图表和辞典，发育阶段的研究标准，研究方法，
2、病理学信息以及与之有关联的关系数据库（http:zf in. org/ZFIN/）。这个数据库，是建立在相关的面向时象模型的基础上的，为斑马鱼研究社团提供关于斑马鱼突变，基因，遗传标记，图谱的综合信息，以及出版物和相关的文献信息（http:zfin. org/ZFIN/）。这个数据库组装上加以补充修整的数据，允许用户向数据库提交数据和大的数据组上传。包括文本，图像，图解式的表示和遗传学图等在内的宽广范围的数据类型都支持这个数据库的使用数据。 ZFIN还可跟其它提供序列和相关数据的基因组资源进行链接。同时它还提供了斑马鱼的命名原则和自动登记新发现物种的命名的系统机制.通过广泛的试验性应用已经找到
3、了一个比较容易适用的窗口界面，已完成在数据库内进行复杂的检索过程。序言：近些年来斑马鱼已成为研究脊椎动物的遗传学，基因组和发育的重要的模式生物，它的许多特征使它成为遗传和发育研究的合适对象.这些特征包括它的胚胎是透明的，并且胚胎内包含有许多可以辨认的细胞，这些细胞在解剖学上的和生理发育上的性能已被详细说明并广为传知。斑马鱼个体的细胞能够被人工移植并且能随着时间跟随观察它的发展变化。还可在个体细胞中进行基因表达的监测和基因诱变。另外，也找到了用来分离出的有特征性的斑马鱼的突变的有效方法并且进行了运用，得到的单倍体后代个体已经能生长到五天，只携带单亲基因的纯和体后代也已经得到了。影响控制发育模式，
4、器官形成，生理和行为模式的基因突变已经被分离出来，假设，大多数的基本的分子作用机制都存在于在所有脊椎动物中，那么关于斑马鱼突变的研究将会提供对其他脊椎动物包括人类在内，对他们基因功能进一步研究的提供了理论上根据。参与研究斑马鱼的实验室的数量以及由这些实验室提供的数据都在FI益增长。ZFIN被委托作为综合处理这些日益增加的数据的中心数据库。ZFIN的目标是：（i ）为关于斑马鱼的遗传，基因组和发育的数据研究建立一个数据库系统，（ii）提供涉及基因突变以及促进对基因调节和功能了解的有效途径，（iii）与其他物种的数据库结合，以比较它们的系统发育的同源性，突变表型和基因表达，和（iv）与来自不同实验
5、室的信息及时地相比较对照以在某种意义上使每个研究人员都能够较容易的从事所开发科学研究。现在生物科学家和计算机科学家都致力于ZFIN的发展和完善工作，一个数据库的有效性和可用性取决于其对用户需求进行仔细的评估，用户对模型进行详细试用，以及当用户通过适当的数据执行和专业的数据修护时，使用数据库及维持数据库完整性时进行得的互动性的后续分析，现在ZFIN通过以用户为中心和技术设计的分享的发展已经基本达到了上述的目标。范围:为了在斑马鱼研究社团内促进信息交流，ZFIN保存了斑马鱼研究社团的数据和由研究社团提供的关于斑马鱼的实验数据，这些数据是从研究者的研究资料中得到的，即来自上传的大量的数据组和用户提交
6、上来的资料。数据库中的数据都与他们最初的出处保持着联系, The ZFIN主页（图表1）提供了本数据库的使用指南，用户只要选择他们感兴趣的范围，查询窗口即可向用户返回检索到摘要结果，其中包含相关的详细信息。图表1:ZFIN主页(http:zfin. org).View larger version (98K):in this windowin a new window斑马鱼的研究团体：斑马鱼的研究团体的资料包括研究人员，实验室，参与的公司，以及出版的文献。ZFIN 提供宽泛的联系有关信息的方式，包括在斑马鱼研究方面取得进展的科学家的地址，电话号码，传真，电子邮箱，网址，传记资料，研究领域和所发
7、表的文章等。同样，斑马鱼研究实验室的实验室成员，联络信息，研究领域和发表文献也都可以访问。公司的资料包括公司的联络信息，主要产品，和其所提供的服务，公司可给研究团体专门列一张清单而不是背书其中就包含有这些信息资料。其中公司还要提供研究团体要使用的试剂和原料，这些也会在双方的协议中有所包含。当前有关斑马鱼的出版物的书目由ZFIN整理和保存，数据库管理人员定期的到可能含有最新资料的来源去搜索信息，如联机医学文献分析和检索系统以及上传到ZFIN数据库的资料。在数据库内的文献都注明作者，实验室，物种鱼和遗传数据。用户只要指定某篇文献的作者，标题，摘要内容，出处，联机医学文献分析和检索系统的编号，关键字
8、，出版日期和类型，就可以重新找到这篇文献的摘要。到2000年8月为止，ZFIN已经收录了大约2700篇文献。斑马鱼的突变：与遗传和表型分析相结合的突变的研究能够鉴别出影响发育，生理和行为进程的相关基因，并且还可以帮助说明基因的功能和基因行使功能的机制。分析这些结果，ZFIN就可以拥有大量的突变体和野生型的数据以及基因组数据。在ZFIN数据库鱼种的网页上，研究人员通过最少的检索程序搜索到大量的关于鱼类家族的数据资料，对每一类突变体或野生型都附有名称，缩写名字，发现者，现在的来源，实用性，双亲血统，分裂和表型（图表2）等方面的描述，对等位基因方面的数据如突变记录,突变类型，连锁群以及已知的连锁基因
9、等也有描述。如果某个突变基因在体外由分子克隆得到，那么与这个基因的相关研究发现的链接也将得到描述。与这些基因相关主要的文献的摘要也会有所链接。网页上还利用添加插图来说明突变表型，对鱼的不同发育阶段，图像的类型和定位，放大倍数及显示的解剖结构进行注解说明。用户可以通过输入等位基因的名称，基因位点，简化到三个字母的缩写名称，连锁群，突变型，诱变因素，表现型，发育阶段以及来自解剖信息揭示的受突变影响的结构或缺陷等检索项在ZFIN数据库上来检索要查找的突变体或野生型族系。这些属性可用来进行复杂的检索，如来寻找一个置换突变引起的原肠胚缺陷或枢椎的短缺等。图表2： ZFIN突变体主页。与图像，遗传学和表型
10、的链接信息在网页的顶端，相关出版物的链接在底部，导航条在网页的左边。View larger version(40K):in this windowin a new window基因：研究人员关于斑马鱼基因的研究数据存放在ZFIN基因主页上（图表3）,这个主页主要概述了所发现的每个基因的信息，包括：它的名称，符号，别名，早先的名称，连锁群和其它方面的描述。基因的图谱信息，独立的连锁，主要的相关文献都在网页上显示出来。并且与其它的数据库相链接，以提供更充分基因的序列及同源性的信息。图表3： ZFIN基因主页。作图信息在网页的上部，与其他数据库的序列的链接在网页中间，出版物的链接在底部，导航条在网页
11、的左边。View larger version(40K):in this windowin a new window遗传标记和图谱：遗传学图在促进通过突变来鉴定基因的影响这方面的研究具有重要的意义，美国国家卫生研究所目前为斑马鱼基因组研究院投资建立了高密度的斑马鱼基因图谱和未确定名称的基因标记。现在在ZFIN数据库内有六个图谱已经被描绘，它们是the Boston MGH Cross (MGH), Gates et al.(GAT), Heat Shock (HS)和珍珠母减数分裂图谱以及两个辐射杂种图谱， Goodfellow T51(T51) and Loeb/NIH/5000/4000(
12、LN54).上传到 ZFIN 上图谱的更新数据来自于斑马鱼研究实验室描绘的图谱，这些数据可以同ZFIN的维护数据一起被审查。关于不正确或是不明确的术语的一些问题可以交给实验室人员来解决。每一个图谱都附有数据来说明，图谱的数据可通过一个查询窗M (图表4)或图谱阅览器获得。图表4： ZFIN图谱主页。作图链接在中间，文献链接在底部，导航条在网页的左边。View larger version(49K):in this windowin a new window图谱阅读器：ZFIN提供了一个独特的完整的对斑马鱼图谱的查阅视图，作为一个为遗传学和基因组分析提供服务的有用工具，基因和未命名的基因标记及基
13、因信息在上面都可以显示出来。标记框架同单独的图谱连在一起。关于每一标记的详细信息都在图谱上表示出来，研究人员可以详细输入要想得到的图谱的名称（图表5）,标记类型，一个标记或基因的名称，或者是一个连锁群的位点从而得到整个的图谱完整的信息。View larger version (25K): in this window in a new window图表5： ZFIN图谱阅读器。它可以允许几个图谱同时对比阅读。在每个面板上的框架用黑线连接,不同的用不同的颜色区别表示。命名原则：命名法体现了 ZFIN数据完整性的另一个重要复杂的方面。每一个遗传标记都有一个独特的符号，这个符号可以用来识别遗传标记的
14、信息出处。斑马鱼的命名委员会，不断地复查斑马鱼基因的命名，把同一个基因的多个不同名称统一规划起来，从而使所有基因都有一个标准的名称，以能够明确斑马鱼和其他脊椎动物基因间的关系。委员会还对斑马鱼的基因和突变体命名提出了指导性的意见和建议。这在nomenclaturezin.0rg上有链接。第：ZFIN 的用户可以在http:ZFIN. org/zf info/nomen. html ,上查到当前使用的命名原则。对新发现的突变位点的命名可以通过ZFIN在线染色体位点或等位基因登记表登记新的基因位点或等位基因名称来获得自动批准。数据更新：ZFIN的数据可以被原作者在线随时更新，但是如果其他的用户需要
15、对其更改数据，那么这就得由数据库的维护人员负责更新数据了。关于ZFIN还有什么疑问则可以访问下面的网站：zf inadminzf in. org实现：ZFIN数据库是在数据库软件商中表示关系的数据库管理系统（版本9.2）中得到实现，这个数据库大约有60个工作分，实体与相关信息使用特殊的标志符来进行链接，一个以HTML （超文本链接标示语言）为基础的网络接口跟JavaScript （Java描述语言），Java （一种新型的计算机语言），Perl （一种CGI脚本语言）和CGI （公共网关接口）字体相接合，实现数据库的使用和检索功能。ZFIN监护人员充分利用这些先进的窗体来对数据库进行输入数据或
16、更改数据。将来规划：现在对ZFIN的发展和进一步提高包括时图谱阅读器综合信息的展示，以及更完整的解剖学辞典和基因表达数据概括。镜像站点：ZFIN维持有三个镜像站点以提供快速的在世界范围内的访问服务，这些站点是位于澳大利亚墨尔本的：http墨/zdb. wehi. edu. au/zdb/：日本的长岛的： http:/www. grs. nig, ac. jp:6070/index. html 法国的斯特拉斯堡的： http:/www-igbmc. u-strasbg. fr/index, html感谢：斑马鱼数据库的建立和发展得到了 W.M. Keck基金会的给予大力支持，同时也得到了 NIH
17、 （美国国家卫生研究所）所提供的资金援助。脚注：读者来信地址：尤金，俄勒冈州综合大学1254,神经系统科学学院或者是美国97403-1254。电话：+15413464607；传真：+15413464548；电子邮箱：monteuoneuro. uoregon. eduZFIN 组员：Tom Conlin, Dave Clements, Pat Edwards, Ken Frazer, Kevin Schaper and Erik Segerdell.现在的地址：EckehardDoerry, Computer Science & Engineering, P0 Box 15600, Flags
18、taff, AZ 86011-5600, USA注：本文由本人独立翻译完成，不足之处请老师多多指教。参考文献：1 Streisinger, G., Walker, C., Dower, N., Knauber, D. and Singer, F.(1981) Production of clones of homozygous diploid zebra fish Brachydanio reri6). Nature,291,293-296.ISIMedline2 Driever, W., Solnica-Krezel, L., Schier, A. F., Neuhauss, S. C.,
19、Mal icki, J., Stemple, D. L., Stainier, D. Y., Zwartkruis, F., Abdelilah, S., Rangini, Z., Belak, J. and Boggs, C.(1996) A genetic screen for mutations affecting embryogenesis in zebrafish. Development,123,37-46.Abstract/Free Full Text3 Haff ter, P., Granato, M., Brand, M., Mullins, M. C., Hammersch
20、midt, M., Kane, D. A., Odenthal, J., van-Eeden, F. J., Jiang, Y. J., Heisenberg, C. P., Kelsh, R. N., Furutani-Seiki, M., Vogelsang, E., Beuchle, D., Schach, U., Fabian, C. and Ntlsslein-Volhard, C.(1996) The identification of genes with unique and essential functions in the development of zebrafish
21、, Danio rerio. Development,123,1-36.Abstract/Free Full Text4 Halpern, M. E., Ho, R. K., Walker, C. and Kimmel, C. B.(1993) Induction of muscle pioneers and floor plate is distinguished by the zebrafish no tail mutation. Cell,75,99-111.ISIMedline5 Weinstein, B. M., Stemple, D. L., Driever, W. and Fis
22、hman, M. C.(1995) Gridlock, a localized heritable vascular patterning defect in the zebrafish. Nature Med.,1,1143-1147.ISIMedline6 Ransom, D. G., Haffter, P., Odenthal, J., Brownlie, A., Vogelsang, E., Kelsh, R. N., Brand, M., van-Eeden, F. J., Furutani-Seiki, M., Granato, M., Hammerschmidt, M., Hei
23、senberg, C. P., Jiang, Y. J., Kane, D. A., Mullins, M. C. and NUsslein-Volhard, C.(1996) Characterization of zebrafish mutants with defects in embryonic hematopoiesis. Development9123,311-319.Abstract/Free Full Text7 Weinstein, B. M., Schier, A. F., Abdelilah, S., Malicki, J., Solnica-Krezel, L., St
24、emple, D. L., Stainier, D. Y., Zwartkruis, F., Driever, W. and Fishman, M. C.(1996) Hematopoietic mutations in the zebrafish. Development,123,303-309.Abstract/Free Full Text8 Newman, W. M. and Lamming, M. G.(1995) Interactive System Design. Addison-Wesley, Reading, MA.9 Schuler,D. and Namioka, A.(1993) Participatory Design: Principles and Practices. Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, NJ.2005年6月10日