2025年大學(xué)《生物信息學(xué)》專業(yè)題庫——DNA甲基化在腫瘤研究中的重要性考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.DNA甲基化主要發(fā)生在DNA的哪個堿基上？A.腺嘌呤B.胸腺嘧啶C.胞嘧啶D.鳥嘌呤2.下列哪種酶參與DNA的甲基化過程？A.DNA聚合酶B.DNA連接酶C.DNA甲基轉(zhuǎn)移酶D.DNA解旋酶3.腫瘤中常見的DNA甲基化異常模式是？A.特定基因啟動子區(qū)域的高甲基化B.整體基因組的高甲基化C.特定基因啟動子區(qū)域的低甲基化D.整體基因組的低甲基化4.DNA甲基化導(dǎo)致的基因沉默主要是通過什么機制實現(xiàn)的？A.RNA干擾B.組蛋白修飾C.染色質(zhì)重塑D.核小體排布改變5.下列哪種方法常用于檢測DNA甲基化水平？A.PCRB.基因測序C.亞硫酸氫氫根測序（BS-seq）D.基因芯片二、填空題1.DNA甲基化的主要功能是__________________和__________________。2.腫瘤中DNA甲基化的異常模式包括__________________和__________________。3.DNA甲基化在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用包括__________________、__________________和__________________。4.常用的DNA甲基化數(shù)據(jù)分析工具包括__________________、__________________和__________________。5.生物信息學(xué)在腫瘤甲基化研究中的應(yīng)用包括__________________、__________________和__________________。三、簡答題1.簡述DNA甲基化的分子機制。2.簡述腫瘤中DNA甲基化異常模式對基因表達的影響。3.簡述DNA甲基化與其他腫瘤相關(guān)通路的關(guān)系。4.簡述MeDIP-seq實驗的基本原理和流程。5.簡述如何利用生物信息學(xué)方法進行差異甲基化分析。四、論述題1.論述DNA甲基化在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用及其機制。2.論述生物信息學(xué)在腫瘤甲基化研究中的重要性及應(yīng)用前景。3.結(jié)合具體案例，論述如何利用生物信息學(xué)方法分析腫瘤甲基化數(shù)據(jù)，并解釋其生物學(xué)意義。五、分析題假設(shè)你獲得了一組來自肺癌患者的BS-seq數(shù)據(jù)，請設(shè)計一個生物信息學(xué)分析流程，分析該數(shù)據(jù)，并解釋其可能的生物學(xué)意義。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.A4.D5.C二、填空題1.基因表達調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)維持2.CpG島甲基化整體甲基化水平改變3.基因沉默染色質(zhì)重塑腫瘤發(fā)生發(fā)展調(diào)控4.Bisulfitesequencing(BS-seq)MethylatedDNAimmunoprecipitationsequencing(MeDIP-seq)Reducedrepresentationbisulfitesequencing(RRBS)5.差異甲基化分析甲基化模式聚類分析甲基化與基因表達關(guān)系分析三、簡答題1.解析思路：DNA甲基化是在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMTs）的催化下，將甲基基團（-CH3）添加到DNA堿基胞嘧啶（C）上的過程。主要發(fā)生在CpG二核苷酸的C堿基上。DNMTs分為維持型DNMT1和從頭合成型DNMT3A和DNMT3B。DNMT1在DNA復(fù)制時維持甲基化模式，而DNMT3A和DNMT3B負責(zé)從頭合成甲基化。2.解析思路：CpG島甲基化會導(dǎo)致基因啟動子區(qū)域的沉默，抑制基因轉(zhuǎn)錄。整體甲基化水平升高會導(dǎo)致大量基因表達下調(diào)，影響細胞功能。這些改變會影響腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等過程。3.解析思路：DNA甲基化可以調(diào)控組蛋白修飾，進而影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。DNA甲基化也與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相互作用，例如Wnt通路、Notch通路等。這些相互作用共同參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。4.解析思路：MeDIP-seq是一種基于免疫沉淀的技術(shù)，利用特異性抗體富集甲基化的DNA片段，然后進行高通量測序?；玖鞒贪ǎ篋NA提取、甲基化特異性抗體富集、PCR擴增、文庫構(gòu)建、高通量測序和數(shù)據(jù)分析。5.解析思路：差異甲基化分析通常使用BS-seq或MeDIP-seq數(shù)據(jù)。首先進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括質(zhì)量控制、比對和甲基化識別。然后，使用統(tǒng)計方法比較不同組別之間的甲基化水平差異，識別差異甲基化的位點或區(qū)域。常用的方法包括差異CpG分析、貝葉斯分析方法等。四、論述題1.解析思路：DNA甲基化在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。CpG島甲基化可以導(dǎo)致腫瘤抑制基因沉默，促進腫瘤細胞增殖和存活。整體甲基化水平升高會導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定，影響細胞功能。DNA甲基化還可以調(diào)控組蛋白修飾和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。2.解析思路：生物信息學(xué)在腫瘤甲基化研究中具有重要地位。生物信息學(xué)方法可以用于分析大規(guī)模DNA甲基化數(shù)據(jù)，例如BS-seq和MeDIP-seq數(shù)據(jù)。這些方法可以識別差異甲基化位點、構(gòu)建甲基化圖譜、分析甲基化與基因表達的關(guān)系等。生物信息學(xué)還可以用于預(yù)測腫瘤風(fēng)險、發(fā)現(xiàn)新的腫瘤標志物和開發(fā)新的治療策略。3.解析思路：分析腫瘤甲基化數(shù)據(jù)的流程包括：數(shù)據(jù)預(yù)處理、差異甲基化分析、甲基化模式聚類分析、甲基化與基因表達關(guān)系分析等。例如，可以使用R語言或Python等生物信息學(xué)工具進行分析。分析結(jié)果可以揭示腫瘤細胞的表觀遺傳學(xué)特征，幫助理解腫瘤的發(fā)生發(fā)展機制，并尋找新的治療靶點。五、分析題解析思路：分析流程包括：數(shù)據(jù)預(yù)處理（質(zhì)量控制、比對、甲基化識別）、差異甲基化分析（識別腫瘤組與對照組之間的差異甲基化位點）