Bio-protocol | 近一年“生物信息”实验方案合集

2024-2025年“生物信息”相关文章汇总

导言

小bio特别汇总了2024–2025年Bio-protocol期刊中发表的“生物信息”相关方案，内容详实、步骤清晰、高度可复现，旨在为您的研究提供实用参考与灵感。

为应对生物信息学研究中在数据分析精度、组学技术应用和计算分析工具标准化等方面的挑战，本合集汇集了基因组学、蛋白组学、代谢组学、成像分析和模型构建多种方法，重点展示不同生物样本的数据处理与组学分析、细胞显微成像技术优化，以及从序列组装、差异分析到代谢网络构建的实用工具与流程，希望能为研究人员提供思路与参考。

“生物信息”文章请到bio-protocol.org查阅。

Bio-protocol现已正式拓展至生物信息学和计算生物学领域，详情请参阅我们的官方通告：重磅消息！Bio-protocol正式拓展至生物信息学和计算生物学领域

基因组学

Bio-protocol | 2024年“流式细胞术”相关文章 | Top 10汇总

● Annotated Bioinformatic Pipelines for Phylogenomic Placement of Mitochondrial Genomes

线粒体基因组系统发育分析的生物信息学流程详解

作者：Jessica C. Winn、Aletta E. Bester-van der Merwe、Simo N. Maduna

文章亮点：本研究亮点在于提出了一套系统的生物信息学流程，结合多种模型（包括多物种共alescent模型和位点异质模型），以解决Carcharhiniformes类群中因线粒体基因组异质性而导致的系统发育推断难题。

● Annotated Bioinformatic Pipelines for Genome Assembly and Annotation of Mitochondrial Genomes

线粒体基因组组装与注释的生物信息学流程详解

作者：Jessica C. Winn、Aletta E. Bester-van der Merwe、Simo N. Maduna

文章亮点：本研究亮点在于提出了一套标准化的三步线粒体基因组组装与注释流程，结合de novo、参考和混合组装方法，帮助高效识别结构变异并实现多种鲨鱼物种线粒体基因组的系统比较。

● A Comprehensive Protocol for Bayesian Phylogenetic Analysis Using MrBayes: From Sequence Alignment to Model Selection and Phylogenetic Inference

基于MrBayes的贝叶斯系统发育分析全流程方案：从序列比对到模型选择与系统发育推断

作者：Jinxing Wang、Fangmin Chen、Xu Xiao、Xinyao Yang、Wanting Xia

文章亮点：本研究亮点在于整合GUIDANCE2、ProtTest/MrModeltest与MrBayes，构建了一套自动化、可复现的贝叶斯系统发育分析流程，全面优化序列比对、模型选择与树构建步骤，并解决多工具间格式不兼容问题，提高了分析效率与准确性。

● GWAS Procedures for Gene Mapping in Diverse Populations With Complex Structures

适用于复杂群体结构的多样性群体基因定位的GWAS分析流程

作者：Zhen Zuo、Mingliang Li、Defu Liu、Qi Li、Bin Huang、Guanshi Ye、Jiabo Wang、You Tang、Zhiwu Zhang

文章亮点：本研究亮点在于构建了一个仅依赖BEAGLE、BLINK与GAPIT三款工具的高效GWAS分析流程，系统解决了多样性群体中数据归一、模型选择、假阳性控制及结果解释等关键难题，并通过水稻3000基因组数据集验证其实用性与可复制性。

● Optimal Dual RNA-Seq Mapping for Accurate Pathogen Detection in Complex Eukaryotic Hosts

优化双RNA-Seq比对方法以精准检测复杂真核宿主中的病原体

作者：Infanta Saleth Teresa Eden M.、Umashankar Vetrivel

文章亮点：本研究亮点在于系统评估并推荐了“病原体优先”比对策略，通过对常用质控、剪接和比对工具的基准测试，提出一套标准化的dual RNA-Seq分析流程，有效提升低丰度病原体转录本的检出率。

● Identification of Mycobacterium tuberculosis and its Drug Resistance by Targeted Nanopore Sequencing Technology

靶向纳米孔测序技术在结核分枝杆菌及其耐药性检测中的应用

作者：Chen Tang、Feng Xu、Xiaoqun Zheng、Guangxin Xiang

文章亮点：本研究亮点在于建立了一种结合多重PCR与纳米孔测序的靶向高通量方法，实现对结核分枝杆菌18个耐药相关基因的快速无培养检测，7.5小时内提供涵盖14种一线与二线抗结核药物的广谱耐药谱，提升了临床耐药结核的诊断效率与精准性。

● A Guide to Basic RNA Sequencing Data Processing and Transcriptomic Analysis

基础RNA测序数据处理与转录组分析指南

作者：Rowayna Shouib、Gary Eitzen、Rineke Steenbergen

文章亮点：本研究亮点在于提供了一套针对初学者友好的RNA-Seq数据分析流程，从原始FASTQ文件出发，结合命令行与R语言工具，详细讲解差异表达基因识别与可视化方法，帮助无生信背景的研究者轻松开展转录组分析。

● Single Cell Isolation from Human Diabetic Fibrovascular Membranes for Single-Cell RNA Sequencing

从人类糖尿病纤维血管膜中分离单细胞用于单细胞RNA测序

作者：Katia Corano Scheri、Thomas Tedeschi、Amani A. Fawzi

文章亮点：本研究亮点在于建立了一套适用于糖尿病视网膜病变患者纤维血管膜组织的Collagenase I消化方法，成功获得高质量单细胞悬液并结合Seurat与拟时序分析，实现了对致纤维化病理细胞类型的单细胞转录组精细解析。

● Analysis of qRT-PCR Data to Identify the Most Stable Reference Gene Using gQuant

利用gQuant分析qRT-PCR数据筛选最稳定的参考基因

作者：Abhay Kumar Pathak、Sukhad Kural、Shweta Singh、Lalit Kumar、Manjari Gupta、Garima Jain

文章亮点：本研究亮点在于提出gQuant这一多指标投票式归一化基因筛选工具，具备缺失值处理、稳健排序与可视化功能，显著提升qRT-PCR中参考基因选择的准确性与一致性，助力RNA类生物标志物的可靠应用。

蛋白组学

● ChIP-seq Data Processing and Relative and Quantitative Signal Normalization for Saccharomyces cerevisiae

酿酒酵母ChIP-seq数据处理及信号的相对与定量标准化方法

作者：Kris G. Alavattam、Bradley M. Dickson、Rina Hirano、Rachel Dell、Toshio Tsukiyama

文章亮点：本研究亮点在于提供了一套适用于初学者的ChIP-seq数据分析流程，强调使用无需外源参照物的siQ-ChIP和标准化覆盖度方法，实现更严谨、可复现的蛋白–DNA互作信号定量与比较，适用于多种物种的研究。

● Applying LFQRatio Normalization in Quantitative Proteomic Analysis of Microbial Co-culture Systems

在微生物共培养体系中应用LFQRatio标准化进行定量蛋白质组学分析

作者：Mengxun Shi、Caroline A. Evans、Josie L. McQuillan、Josselin Noirel、Jagroop Pandhal

文章亮点：本研究亮点在于提出并验证了一种适用于微生物共培养体系的全新LFQRatio归一化方法，系统考虑蛋白理化性质和菌种比例差异，有效提升了无标记定量蛋白质组数据的准确性。

● Accurate Measurement of Cell Number–Normalized Differential Gene Expression in Cells Treated With Retinoic Acid

视黄酸处理细胞中基于细胞数归一化的差异基因表达精确测量

作者：Nina Weichert-Leahey、Mark W. Zimmerman、Alla Berezovskaya、A. Thomas Look、Brian J. Abraham

文章亮点：本研究亮点在于提出一种基于细胞数按比例添加ERCC外源RNA标准品的RNA-seq归一化方法，有效解决MYC/MYCN表达水平剧烈变化导致的总RNA量差异对差异表达分析的干扰，提升肿瘤细胞转录组研究的准确性与生物学解释力。

代谢组学

● Using DIMet for Differential Analysis of Labeled Metabolomics Data: A Step-by-step Guide Showcasing the Glioblastoma Metabolism

基于DIMet的标记代谢组学数据差异分析：以胶质母细胞瘤代谢为例的分步指南

作者：Johanna Galvis、Joris Guyon、Thomas Daubon、Macha Nikolski

文章亮点：本研究亮点在于介绍了DIMet这一可将稳定同位素代谢组学数据与转录组数据整合分析的免费工具，通过可视化的“代谢图谱”简化代谢变化解析，并在Galaxy平台上实现了友好易用的差异分析流程。

● Screening for Streptococcus agalactiae: Development of an Automated qPCR-Based Laboratory-Developed Test Using Panther Fusion® Open Access™

链球菌筛查：基于Panther Fusion® Open Access™平台开发的自动化qPCR实验室自建检测方法

作者：Andy Caballero Méndez、Roberto A. Reynoso de La Rosa、Miguel E. Abreu Bencosme、Mayeline N. Sosa Ortiz、Eliezel Pichardo Beltré、Darah M. de La Cruz García、Nelson J. Piñero Santana、Joana C. Bacalhau de León

文章亮点：本研究亮点在于系统详述了在Panther Fusion® Open Access™平台上开发并优化用于检测孕妇S. agalactiae的全自动qPCR实验室自建检测方法（LDT）的全过程，结合开放源码工具与第三方仪器实现成本效益最大化和临床验证标准化。

● Mapping the Simultaneously Accessible and ssDNA-Containing Genome With KAS-ATAC Sequencing

利用KAS-ATAC测序绘制同时具有开放性和单链DNA特征的基因组图谱

作者：Georgi K. Marinov、William J. Greenleaf

文章亮点：本研究亮点在于整合了KAS-seq与ATAC-seq技术，开发出KAS-ATAC方法，可同时捕获基因组中既开放又含有单链DNA的区域，实现对转录活性与染色质可及性的共测量，为解析转录调控机制提供了强大单分子多组学工具。

成像分析

Bio-protocol | 2024年“流式细胞术”相关文章 | Top 10汇总

● Calibrating Fluorescence Microscopy With 3D-Speckler (3D Fluorescence Speckle Analyzer)

使用3D-Speckler校准荧光显微镜（3D荧光散斑分析仪）

作者：Chieh-Chang Lin、Aussie Suzuki

文章亮点：本研究亮点在于介绍了3D-Speckler这一新开发的半自动化软件，结合已知尺寸的多光谱荧光微球，可高精度评估荧光显微镜的分辨率、尺寸测量准确性、光照均匀性及色差，提供便捷可重复的系统校准流程以保障定量成像质量。

● From Bedside to Desktop: A Data Protocol for Normative Intracranial EEG and Abnormality Mapping

从床旁到桌面：标准化颅内脑电与异常图谱的数据处理方案

作者：Heather Woodhouse、Sarah J. Gascoigne、Gerard Hall、Callum Simpson、Nathan Evans、Gabrielle M. Schroeder、Peter N. Taylor、Yujiang Wang

文章亮点：本研究亮点在于系统整理并提供了一套模块化、可适配的数据流程指南，用于将癫痫患者的临床icEEG与影像数据转化为区域性规范图谱与异常评分图，填补了该领域缺乏标准化操作流程的空白，提升了研究的可重复性与应用推广性。

● An Open-source Python Tool for Traction Force Microscopy on Micropatterned Substrates

用于微图案化基质牵引力显微分析的开源Python工具

作者：Artur Ruppel、Vladimir Misiak、Martial Balland

文章亮点：本研究亮点在于整合并标准化了二维微图案基底上的牵引力显微术（TFM）与单层应力显微术（MSM）全流程操作，提供从样品制备到数据分析的详细指南与开源代码，降低了高通量细胞力学研究的技术门槛。

● Development of a Novel Automated Workflow in Fiji ImageJ for Batch Analysis of Confocal Imaging Data to Quantify Protein Colocalization Using Manders Coefficient

基于Fiji ImageJ的全自动化流程开发：批量分析共聚焦图像数据并量化蛋白共定位的Manders系数

作者：Vikram Aditya、Vishakha Tambe、Wei Yue

文章亮点：本研究亮点在于开发了一套集成Python与Fiji ImageJ的自动化工作流程，能够批量识别并剔除共聚焦Z-stack图像中的无信号切片，结合Manders系数计算实现高通量、可重复的蛋白共定位分析，并提供免Python经验的可执行程序，显著提升图像分析效率与准确性。

● Automatic Adaptive Algorithm for Delineation of Cerebral-Spinal Fluid Regions for Non-contrast Magnetic Resonance Imaging Volumetry and Cisternography in Mice

小鼠无对比磁共振成像脑脊液区域体积测量与池造影的自动自适应算法

作者：Ryszard S. Gomolka

文章亮点：本研究亮点在于提出了一种基于MATLAB的全自动自适应算法，能重复性强地分割3D-CISS鼠脑MRI图像中的脑脊液空间，适用于小样本条件下的精准解剖结构分析，并可灵活扩展至其他解剖结构与成像类型的自动分割。

● Simple Analysis of Gel Images With IOCBIO Gel Software

使用IOCBIO Gel软件简单分析胶图像

作者：Lucia Jaska、Rikke Birkedal、Martin Laasmaa、Marko Vendelin

文章亮点：本研究亮点在于介绍了IOCBIO Gel这一轻量级、开源且可追溯分析步骤的凝胶图像处理软件，显著提升了包括western blot在内的电泳图像分析的可重复性与数据管理效率，助力FAIR原则的实现。

● Quantitative Analysis of Fish Morphology Through Landmark and Outline-based Geometric Morphometrics with Free Software

利用标记点和轮廓几何形态测量结合免费软件对鱼类形态进行定量分析

作者：Du Luo

文章亮点：本研究亮点在于提供了一套适用于初学者与有经验研究者的鱼类二维形态测量完整流程，结合常用免费软件与R语言工具，系统涵盖基于标志点与轮廓的几何形态分析方法，实现形态差异的高效量化与可视化。

模型构建

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● Computational Cellular Mathematical Model Aids Understanding the cGAS-STING in NSCLC Pathogenicity

计算细胞数学模型助力解析 cGAS-STING 在非小细胞肺癌发病机制中的作用

作者：Shweta Khandibharad、Pooja Gulhane、Shailza Singh

文章亮点：本研究亮点在于利用基于ODE的系统生物学建模深入解析cGAS-STING通路在非小细胞肺癌中的双重作用，结合灵敏度分析、主成分分析和模型简化，揭示PI3K、AKT等潜在免疫治疗靶点，助力精准抗癌策略设计。

● Model Architecture Analysis and Implementation of TENET for Cell–Cell Interaction Network Reconstruction Using Spatial Transcriptomics Data

TENET模型架构分析及其在利用空间转录组学数据重建细胞间相互作用网络中的实现

作者：Ziyang Wang、Yujian Lee、Yongqi Xu、Peng Gao、Chuckel Yu、Jiaxing Chen

文章亮点：本研究亮点在于提出并实现了三重增强图神经网络（TENET）架构，通过融合空间转录组数据、基因调控信息及多尺度特征增强策略，显著提升了在噪声背景下重建细胞间相互作用网络的准确性。

END

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