微小隐孢子虫的基因表达谱数据分析和基因功能网络研究

机会性致病寄生虫病的危害日趋严重，而隐孢子虫病作为一种重要机会致病疾病严重影响到人类健康与经济。本项目是以微小隐孢子虫为主要研究对象，首先对未脱囊的孢子体和脱囊卵巢两个发育阶段进行基因差异表达谱分析，找出相关的差异表达基因。其次，为了对基因表达谱数据深入挖掘，本项目基于基因生物学功能网络，以细微挖掘功能知识、有机整合功能知识和基因表达谱数据为基础，改进对基因功能网络的表达信息的概括综合，利用基因功能网络的拓扑结构来解析受不同微小隐孢子虫发育阶段影响的"结构化基因功能模块"，并建立模块与其中基因的对应关系，使表达谱数据分析结果以更符合生物学知识的功能网络形式呈递，并从功能模块角度理解隐孢子虫病及其相关基因之间作用关系。最后，对从中筛选的基因进行药靶和疫苗等的预测和分析，为隐孢子虫病相关的药靶和疫苗研发提供重要理论依据。

对真核寄生虫的功能基因网络以及代谢与信号通路的分析，尤其是整合了蛋白质相互作用和基因调控的复合共表达基因网络的分析，我们可以获得一些重要功能的基因。这些基因可能体现在不同的层次上，比如代谢和信号通路、子网络或模块，甚至是网络的拓扑结构等水平，而且是一些通过生物学实验手段所不能获得重要功能基因。我们以恶性疟原虫为例进行平台搭建和测试，结果显示我们这套方法可以有效的发现一些重要功能基因，通过模块或子网络的功能可以方便预测未知基因的功能，甚至还可以提供一些用于治疗疟疾的潜在疫苗和药靶。通过对微小隐孢子虫和恶性疟原虫感染宿主细胞之后引起的宿主基因表达变化，我们在代谢通路水平上探索寄生虫与宿主相互作用关系，并为寄生虫的研究提供理论基础。此外，我们还重构了血吸虫的血红蛋白降解途径，为血吸虫寻找潜在疫苗和药靶提供了重要的参考价值和理论指导。总之，通过构建寄生虫的复合基因功能网络，在网络模块水平研究基因的功能，将成为一种重要的研究思路和方法。