高灵敏度焦磷酸测序平台的建立及应用研究

焦测序技术是一种基于生物发光法测定焦磷酸盐的测序技术,在进行DNA序列分析时不需要电泳和荧光标记,定量性能好,结果准确,可实现自动化。但其应用过程中存在3个技术瓶颈：一是测序试剂灵敏度低、成本高;二是测定仪器价格昂贵;三是测序模板制备过程繁琐。本课题组针对这些技术瓶颈,提出了一整套解决方案,包括高灵敏度焦测序反应试剂的研制、小型便携式焦测序仪的研制、测序模板的制备方法研究等。建立的高灵敏度微型化焦测序平台在分子诊断的各个领域得到了充分的应用,如细菌病毒转基因成分等的序列测定、单核苷酸多态性测定、拷贝数变异测定、基因突变位点测定、microRNA测定、基因表达量测定和药物基因组学研究,具有测序灵敏度高、仪器体积小、成本低、操作简便快速等优点,应用前景广阔。本文详细介绍了本课题组在提高焦磷酸测序反应灵敏度、简化测序过程、改进测序仪器和拓展焦磷酸测序应用范畴所做的系列创新性工作。     

新一代基因编辑工具研究进展

目前,以核酸酶为主要成分的基因编辑工具已经成功实现可编程地对哺乳动物基因组进行靶向突变或插入删除,从锌指核酸酶（ZFNs）、转录激活子样效应子核酸酶（TALENs）、CRISPR/Cas系统发展到更安全更精准的Cas9融合蛋白基因编辑工具和其他核酸酶基因编辑工具,本文系统阐述了基因编辑的发展演进历程、介绍了新一代基因编辑工具的开发与优化,针对基因编辑工具的临床应用与面临的挑战进行了展望。     

单细胞基因组和转录组的共测定方法研究进展

单细胞测序提供了大量样品测序所不能提供的异质性等信息。然而由于细胞生长发育受多种因素调节,仅依靠基因型或者表型信息无法全面、准确地说明问题。因此,开发单细胞基因组转录组共测定技术为研究基因变异与表型变异间的关系提供了强有力的工具。目前,单细胞基因组与转录组共测定技术主要分为全细胞裂解法（如：G&T-Seq、DR-Seq）,细胞膜裂解法（如：SIDR、微流控芯片法）以及其他方法（如：Simul-Seq、Gel-Seq）。本文对这几类技术进行了简要介绍,并对其前景进行了展望。     

焦磷酸测序技术对阿司匹林个体化用药相关SNP位点分型

阿司匹林的抗血小板作用在临床存在显著的个体差异,而rs5918、rs12041331和rs730012 3个单核苷酸多态性位点与阿司匹林的药效和不良反应有着密切的联系。本文基于PCR结合焦磷酸测序技术,建立了阿司匹林相关SNP位点的基因分型方法。自主设计扩增引物和测序引物;优化PCR扩增条件,使3个位点能够在相同的条件下扩增并通过梯度稀释基因组DNA检测方法的灵敏度;最后,分别基于本文建立的新方法和Sanger测序技术对20例临床样本进行3个位点的基因分型,验证该方法的准确性。结果显示,本文成功建立了阿司匹林个体化用药相关SNP位点的基因分型方法,检测下限低至0.4 ng 基因组DNA,用两种方法对20例临床样本进行3个位点的基因分型,结果完全一致,说明该方法有较高的准确性。     

用芯片电泳快速检测人p53基因外显子8上的突变点

目的：建立简单快速的分析方法检测基因突变。方法：利用修饰引物进行特异性单碱基延伸，采用Cy5荧光染色标记的ddNTP，并通过芯片电泳来检测。结果：实测了合成人p53基因外显子8上突变点的3种可能形态(野生型，突变型和杂合型)，并测定了一系列不同比例突变率的混合样本，最低至5％突变率。所有样本分别于芯片电泳中在100s之内被检测出来。结论：该方法操作简单易行，可用于快速检测已知的基因突变。     

ALM-ASA法鉴别人参和西洋参ITS及5.8s基因上单核苷酸多态性位点

目的：查找并发现参类药材的单核苷酸多态性（SNP）位点，利用SNP的准确测定来鉴别人参和西洋参。方法：根据ITS及5．8s基因上人参和西洋参的SNP位点设计特异性引物，利用适配器连接介导的等位基因特异性扩增法（ALM-ASA）进行检测。结果：PCR反应体系优化后，能在同一反应中同时鉴别人参、西洋参。根据凝胶电泳中扩增片段的大小判断SNP的类型，出现294bp条带的为人参，111bp条带的为西洋参。结论：ALM-ASA法极大提高了PCR反应的特异性，结果准确，可同时测定多个SNP位点。采用该方法测定ITS及5．8s基因上的SNP位点能有效地对参类品种进行鉴别和质量控制。     

多西他赛的临床应用进展

多西他赛是新型紫杉类抗肿瘤药物,用于乳腺癌、非小细胞肺癌、胰腺癌、软组织肉瘤、头颈癌、胃癌、卵巢癌和前列腺癌等,单独用药和联合用药均有显著疗效。本文对其近几年来在国内外临床应用进展进行综述。     

基于荧光素酶生物发光检测方法的研究及其应用进展

生物发光现象广泛存在于自然界中,不管是在陆地或是海洋都有发光生物的踪迹。其中基于荧光素酶的生物发光系统被广泛研究,启发着人类在基因、表观遗传等方面进行探索,并且开发出一系列相关的检测方法,用于体内体外各方面研究。本文从生物发光系统、荧光素酶的种类以及荧光素酶生物发光检测方法的开发与应用这几个方面进行总结,简要概括近年来基于荧光素酶生物发光检测的研究进展。     

低成本基因多态性检测方法及其应用研究

单核苷酸多态性（SNP）是基因多态性的主要来源,其数量极其庞大,因此有必要开发一种通量高、速度快、价格低的SNP检测方法。本课题组针对基因多态性测定中的技术瓶颈,提出了一整套解决方案,包括全血直接PCR扩增技术、基于DNA适配器介导的多重等位基因特异性扩增法、单管基因多态性检测法以及微板阵列平行凝胶电泳和微流控芯片检测等方法。在药物基因组学、疾病相关性研究、药材真伪鉴别等方面得到了成功应用,具有高特异性、高灵敏度、操作简便快速、低成本的优点,应用前景广阔。本文对该基因多态性检测平台的研究及其应用作了详细介绍。     

用于新型冠状病毒核酸检测的即时检测方法研究进展

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）引起的新型冠状病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）在全世界范围内快速传播，截至2020年9月30日全球感染人数已达3 300万人，造成100多万人死亡，给公众的生命健康造成严重威胁。基于实验室的标准化核酸检测方法周转时间长、成本高，因此急需开发便捷检测新冠病毒的方法，实现在资源有限的情况下快速测试以及时控制疫情。本文从提取、扩增、检测3个方面总结了针对新型冠状病毒所开发的核酸即时检测方法（point-of-care testing，POCT），并对整合了这3个步骤的商业化即时检测装置进行简要介绍，以期为COVID-19及其他新兴传染病的紧急应对和快速部署提供参考。