摘 要

: 人体结构不仅存在于空间,而且存在于时间中。由于地球每24 h自转一周,因此生物体内的各种功能都有明显的24 h昼夜节律。在长期生物进化过程中,生物钟来协调各种不同组织与器官的昼夜节律。E-box（CACGTG）是生物钟基因之间关联的纽带，它存在于某些生物钟基因及其它基因的上游启动子区域，生物钟关键基因Bmal1和Clock通过形成二聚体结合到E-box上来激活启动子上游存在E-box的基因的表达。同时Per1/2，Cry1/2， 他们可以通过连接到Bmal1/Clock的二聚体上来终止二聚体的活性从而抑制了基因的表达。这样就形成了一个正向与负向的调节，就构成了生物钟以及生物钟控制基因的表达的节律性。在许多生物钟基因（例如Bmal1）的启动子上游也存在E-box，这样就构成了一个自身的调节。目的:使用生物信息学将以报道的基因的上游序列（-5000-0bp）从NCBI下载，利用统计和生物信息学相结合的方法把所有基因的E-box找出，并根据基因功能和搜索到的E-box两层关系绘制成网络图。

关键词：生物钟基因 E-box 生物信息学

Abstract

The body structure exists not only in space, and there is time. As the Earth rotates every 24 h, so the various functions of biological bodyhas the 24 h circadian rhythm. In the long-term process of biological evolution, the biological clock to coordinate the various tissues and organs of the circadian rhythm. E-box (CACGTG) is associated with the link between the circadian clock genes, which exist in certain circadian clock genes and other genes in the upstream promoter region, the key circadian clock gene Bmal1 and Clock, by the formation of the dimer binds to theE-box up to activate the start upstream E-box gene expression. Of Per1 / 2, Cry1 / 2, they can be connected to the Bmal1/Clock dimer up to terminate dimer activity thus inhibiting gene expression. This creates a positive and negative regulation, constitutes the rhythm of the biological clock and circadian clock control gene expression. There are also many circadian clock genes such as Bmal1 promoter upstream E-box, so would constitute a regulation. Objective: To use bioinformatics will be reported in the upstream sequences of genes (-5000-0bp) downloaded from NCBI, the use of statistics and bioinformatics, the combination of all the genes of the E-box to find out, and according to gene functionand search to the E-box two-tier relationship drawn into the network diagram.

Keyword ：Circadian clock genes E-box Bioinformatics

目录

一 绪论 5

1.1本文的研究背景 5

1.2.本文的研究思路 6

1.3.本文的研究目的 6

1.4.本文的结构安排 7

二 如何查找基因组序列 7

2.1进入页面 7

2.2查找那些基因序列 8

2.3如何查找基因序列 9

2.4按同样方式查找其他基因序列 13

三 如何在这些基因序列当中寻找E-box（CACGTG）基因序列 13

3.1 用什么方法查找E-box序列 13

3.2 如何找到E-box序列 13

3.3哪些基因序列拥有E-box序列，哪些不拥有E-box序列。 13

3.4此程序的代码生成 13

四 如何找出大鼠基因并且成功得到大鼠基因图谱 13

4.1进入图谱浏览器界面 13

4.2查找选项 13

4.3对大鼠基因的介绍 13

4.4最后点击进入大鼠基因图谱的画面 13

五 在网页上生成大鼠基因图 13

5.1如何使用flex 13

5.2 6张图片的介绍 13

5.3图片代码 13

5.4如何放入音乐代码 13

5.5鼠标效果代码 13

5.6图片旋转代码 13

六 结论 13

附录A 13

附录B 13

一 绪论

1.1本文的研究背景

生物钟（biological clock)，也称生物振荡器（Oscillators)。 这是一种近昼夜节律，受外界因素，尤其是光的调节。当没有外界因素存在或一直处于黑暗的状态下，生物体内的各种活动仍然具有节律。由此可见，生物节律是由其内在的生物钟所控制的。从单细胞生物到多

细胞生物，从原核生物到真核生物，这种昼夜节奏现象在生物界中广泛存在。因此关于它的特征、意义和机理的研究日益受到人们重视。这种节律系统包括输入机制、内在的生物钟和输出机制。三者彼此协调才能使生物的各种活动具有节律性。而内在的生物钟机制，实际上是一些生物钟基因相互作用的结果。

通过研究生物钟，目前已产生了时辰生物学、时辰药理学和时辰治疗学等新学科。可见，研究生物钟，在医学上有着重要的意义，并对医学的基础理论研究起着促进作用。　　
人体随时间节律有时、日、周、月、年等不同的周期性节律。例如人体的体温在24小时内并不完全一样，早上4时最低，18时最高，相差l℃多。人体的正常的生理节律发生改变，往往是疾病的先兆或危险信号，矫正节律可以防治某些疾病。

许多学者的研究指出，按照人的心理、智力和体力活动的生物节律，来安排一天、一周、一月、一年的作息制度，能提高工作效率和学习成绩，减轻疲劳，预防疾病防止意外事故的发生(所谓智力生物节律，就是人一天中有时记忆力好，有时则差，有一定的规律，如有的人早上5—9时记忆力好，而另一些人则是晚上记忆力好等等)。反之假如突然不按体内的生物钟的节律安排作息，人就会在身体上感到疲劳、在精神上感到不舒适。

所以随着生物钟基因被发掘 ，生物钟基因也越多的被人重视起来，但是现如今，需要对生物钟基因要有更多的了解，国内外有这样的研究，1993年，余万霰中标我国第一个国家自然科学基金中有关时间生物学（生物钟）的课题研究项目，科学家识别出一些联合起来作为机体的计时器、调控我们所谓的生理节奏的基因。现在，研究人员证明，同是这些基因当在癌细胞中激活时，会影响癌细胞的增殖。生物钟基因通过自身的转录、翻译和调控形成近日节律的过程，并且生物钟基因在心血管系统中的重要地位。生物钟基因突变可使机体昼夜周期延长或缩短,从而造成机体与环境失同步,可以导致类似精神分裂症、双相障碍、神经症等疾病的临床表现。同时,我们在临床上能观察到许多精神分裂症患者有生物节律的改变,例如睡眠节律严重改变,主要是睡眠觉醒节律、快速动眼睡眠以及慢波睡眠。日本名古屋大学研究人员最近在藻类体内发现了6个生物钟基因，这项成果可能有助于科学家研究生物钟的进化。

在这样的环境下，我们要寻找一些基因序列上的E-box序列，然后进行下一步的研究，为寻找未知的生物钟基因做基础。

1.2.本文的研究思路

果蝇Per基因是第1个被克隆的生物钟基因，第二个是Tim基因。然后人们才对昼夜节律的分子机制有了较深人的了解。随着对其他的生物钟基因的相继发现，一种公认的生物钟分子调控机制——反馈调节回路凸现出来。以往的研究表明，Tim 基因在此反馈回路中发挥着重要作用。且Tim对行为节律的作用可能与Per基因的产物有关，而Tim基因对生物多种活动节律具有协同进化关系。

这次我们是要弄大鼠基因，首先要了解基因图谱原理，下载大鼠全基因组信息和生物钟相关基因信息，使用一些基因组可视化软件显示大鼠基因组信息实验数据采集预处理要求，从NCBI下载大鼠全基因组序列信息和生物钟相关基因序列信息结论要求，建立大鼠基因组浏览器，通过图谱分析生物钟基因间相互关系。

1.3.本文的研究目的

千百年来，地球以白天和黑夜的交替而周期性地变化，地球上的动物、植物和微生物也相应地循环调节其行为和生理活动。昼夜节律是所有生物体对可预测的环境改变的一种综合性的适应，它是可以持续运行并且以大约以24h为周期的生物节律。已在各种生命水平上开展着对昼夜节律的研究，包括组织器官、神经核团、细胞组分和生物分子。 然而直到20 世纪末，从基因水平上对昼夜节律的研究还只是刚刚开始。就是现在，我们对于那些导致昼夜生物循环的基因分子还知之甚少。但是通过抑制RNA或蛋白质合成的干扰性实验，却提示这些振荡性变化的基因分子确实是存在的。

目的:使用生物信息学将已报道的基因的上游序列（-5000-0bp）从NCBI下载，利用统计和生物信息学相结合的方法把所有基因的启动子区域中E-box找出，并根据基因功能和搜索到的E-box两层关系绘制成网络图。意义:为下一步寻找未知的生物钟基因奠定基因理论基础。

1.4.本文的结构安排

第一章是绪论，结合本文所研究问题的背景、现状，简要论述本研究的意义，并对本文的主要工作作初步介绍。

第二章着重介绍了如何去寻找并且下载这些基因序列。