DNA测序:由科幻走到现实

人类基因组计划、基因芯片、个性化分子诊断、生物云计算……这些在21世纪第一个十年里吸引无数眼球的热门词汇,都和一个产业颇有渊源——DNA测序。脱氧核糖核酸(DNA)是一种长链状分子,可组成遗传指令,以引导生物发育与生命机能运作。DNA测序技术,又叫基因测序技术。人类基因组这部生命天书如同一座宝库,保藏着几千年来人们迫切想知道的秘密,DNA测序技术就好似"芝麻开门"这样的咒语,是我们打开宝库的金钥匙。     

高通量DNA测序技术在抗体新药研发中的应用

自2005年首次报道了一种基于微乳液PCR技术的高通量DNA测序技术 (high-throughput DNA sequencing technology) 以来, 高通量DNA测序平台已经发展为基因组和各种基因文库序列检测的强大工具。大容量的抗体基因库是目前获得抗体新药的基础, 高通量DNA测序技术为从海量的抗体基因库中快速发现功能抗体分子提供了可能。本文就近几年高通量DNA测序技术在抗体基因库的多样性分析, 抗体CDR3区的高通量测序、频率分析、功能基因发现及各种展示技术与高通量DNA测序技术的对接应用等方面进行了综述, 以期为抗体新药的研发提供一条新的技术路线。     

基因测序技术在中药质量研究中的应用（Ⅰ）——山东郓城猴头半夏基原的DNA测序鉴别

目的：分析半夏Pinellia ternata(Thunb.)Breit.及其伪品虎常南星Pinellia pedatisecta Schott的核基因组序列,为半夏正品基原鉴别提供分子依据。方法：采用PCR直接测序技术测定半夏及其伪品的18S rRNA基因核苷酸序列并作序列变异和选择性内切酶谱（PCR－SR）分析。结果：半夏和伪品的18S rRNA序列长度均为1805bp,根据排序比较,半夏原植物与商品药材间的序列完全相同,虎掌南星亦如此。而半夏与其伪品虎掌南星间则存在序列差异（有4个变异位点）。在半夏18S rRNA序列中有一个限制性内切酶Ase Ⅰ识别位点,通过PCR－SR图谱显示800bp和900bp2个酶切片断,而虎掌南星则无此位点,PCR－SR图谱显示1个未消化的1800bp片断。结论：通过核基因组序列和PCR－SR图谱差异DNA测序技术可成为半夏正品基原鉴别准确而有效的分子方法。     

基于介孔碳纳米粒包载胰岛素实现口服递药的研究

目的 利用介孔碳纳米粒(MCN)包载胰岛素从而实现口服缓释递药.方法 (1)制备与表征:制备包载胰岛素的介孔碳纳米粒(MCN-I),通过扫描电镜和透射电镜进行表征,高效液相色谱测定包封率和载药量,激光粒度仪测定粒径、多分散系数及Zeta电位,考察MCN-I的体外释放性能.(2)体内分布实验:按照体重将SD大鼠随机分为4...     

高通量测序技术在神经系统疾病中的应用

过去33间,Sanger法一直是DNA测序的最主要方法和金标准。2005年,全球第一个大规模平行焦磷酸测序平台的发布预示着一个新的高通量基因组分析时代的到来。本文对高通量测序技术在神经系统发育疾病、退行性疾病以及病理性行为等神经系统疾病中的应用进行综述。     

454 GS Junior测序平台用于细菌基因组de novo测序的评价

目的评价454 GS Junior测序平台在细菌基因组测序中的应用价值。方法利用454 GS Junior测序平台测定1株霍乱弧菌的基因组序列,组装注释后,与参考序列霍乱弧菌O1埃尔托生物型菌株N16961基因组序列进行比对。结果共获得37Mbp数据,平均读长为322bp。数据组装后,得到170个序列重叠群,总长为3.96Mbp。与参考序列相比,测定序列对于参考序列的覆盖度达到99.49%,参考序列96.76%的基因被完整测出同源基因。结论 454 GS Junior测序平台可以用于细菌基因组的快速测定。     

测序技术质的飞跃——速度提高100倍

2005年，测序技术又有了一个快速的飞跃，454生命科学公司在测序过程中采用了纳米材料，使测序速度提高了100倍。454生命科学公司也因为这项技术获得华尔街杂志第二届全球创新技术奖的金奖和医药生物技术类别的奖项。该公司目前已经和世界知名的罗氏宣布商业上的合作，2005年11月罗氏正式开始对中国地区提供基因组测序20系统。     

不同粒径的介孔纳米硅材料对小鼠的急性毒性研究

目的介孔二氧化硅纳米粒(mesoporous silica nanoparticles,MSN)是一种新型、潜在的药物纳米载体。为探索其可能存在的毒性,本研究采用小鼠进行急性毒性研究,分析毒性与材料粒径的关系。方法使用上下法主试验,经静脉注射途径将3种不同粒径(80、200、1000 nm)及二氧化硅粉(20 nm)分别给予小鼠,观察动物的毒性反应,存活动物观察14 d,计算半数致死量(LD50)。观察期结束后,取血进行血生化检测,并对其进行大体解剖,摘取心、肝、脾、肺、肾和大脑,称重并计算脏器系数,制片及进行病理组织学检查。结果 MSNs对小鼠有明显的急性毒性,20、80、200、1000 nm给予小鼠静脉注射的LD50范围分别为:(26.3³2.8)、(10032.8)、(100¹25)、(304.7125)、(304.7³81)、(80381)、(80¹00)mg·kg-1;即毒性大小为20 nm>1000 nm>80 nm>200 nm。结论 MSNs会对小鼠造成急性毒性,并且毒性强弱与其粒径密切相关。     

基于宏基因组测序的检测技术诊断呼吸道感染性疾病92例

目的 分析基于宏基因组测序的检测技术对呼吸道感染性疾病的诊断作用,以期为该病的诊断提供一种有效的手段。方法 选取2019年6月至2021年7月深圳市龙岗区第二人民医院收治的92例呼吸道感染性疾病病人纳入研究。采集所有受试者的肺泡灌洗液作为标本,分别进行基于宏基因组测序检测以及传统检测方式诊断。比较不同检测方式检出病原体情况。以所有受试者出院时诊断结果作为“金标准”,分析不同检测方式诊断呼吸道感染性疾病灵敏度、特异度及准确度。结果 宏基因组测序检测共检出45例病原体阳性,传统检测方式共检出40例病原体阳性,两种检测方式对细菌、真菌、巨细胞病毒、结核分枝杆菌以及非结核分枝杆菌的检出率对比均差异无统计学意义（均P>0.05）;宏基因组测序检测的复数病原检出率为19.57%(18/92),高于传统检测方式的8.70%(8/92),差异有统计学意义（P<0.05）。宏基因组测序检测技术共检出呼吸道感染性疾病47例,其中2例误诊,1例漏诊,传统检测方式共检出呼吸道感染性疾病48例,其中8例误诊,6例漏诊。宏基因组测序检测诊断呼吸道感染性疾病灵敏度、特异度及准确度分别为97.83%(45...     

基于高通量测序技术分析太岁样品中微生物菌群结构

目的 明确太岁样品中的微生物菌群结构.方法 采用高通量测序技术对太岁的细菌和真菌菌群结构进行分析.结果 同一来源的三个太岁样品共得到1178个细菌OTUs和523个真菌OTUs,涉及38个门93纲176目347科578属.太岁样品中的最优势细菌门为Proteobac-teria(42.30％～44.80％),最优势真菌...     

RIPpore: A Novel Host-Derived Method for the Identification of Ricin Intoxication through Oxford Nanopore Direct RNA Sequencing

Ricin is a toxin which enters cells and depurinates an adenine base in the sarcin-ricin loop in the large ribosomal subunit, leading to the inhibition of protein translation and cell death. We postulated that this depurination event could be detected using Oxford Nanopore Technologies (ONT) direct RNA sequencing, detecting a change in charge in the ricin loop. In this study, A549 cells were exposed to ricin for 2–24 h in order to induce depurination. In addition, a novel software tool was developed termed RIPpore that could quantify the adenine modification of ribosomal RNA induced by ricin upon respiratory epithelial cells. We provided demonstrable evidence for the first time that this base change detected is specific to RIP activity using a neutralising antibody against ricin. We believe this represents the first detection of depurination in RNA achieved using ONT sequencers. Collectively, this work highlights the potential for ONT and direct RNA sequencing to detect and quantify depurination events caused by ribosome-inactivating proteins such as ricin. RIPpore could have utility in the evaluation of new treatments and/or in the diagnosis of exposure to ricin.     

小鼠脂肪组织脂联素基因编码区的克隆及序列分析

目的：克隆小鼠脂肪组织脂联素（ACRP30）编码区基因并进行序列分析。方法：用TRIzol试剂从小鼠脂肪组织提取总RNA，经RT-CR方法扩增全长的ACRP30 cDNA片段，将PCR产物克隆于pGEM-T载体，对重组质粒pGEM-ACRP30进行序列验证。结果：小鼠脂肪组织ACRP30基因编码序列不同于来自3T3-L1脂肪细胞的编码序列．IRM-2（Institute of Radimion Medicine-2）小鼠和C57BL／6J小鼠脂肪组织的ACRP30基因编码序列相同。337位点上的碱基A被G置换导致在113位的蛋氨酸被缬氨酸取代。来自脂肪组织的ACR30基因编码序列已被提交到GenBank^TM数据库。C57BL／6J小鼠的收录编号为AY749429。IRM-2小鼠为AY754346。结论：小鼠脂肪组织ACRP30编码序列是ACRP30序列的新成员，cDNA克隆的构建为进一步的蛋白表达和生物学活性研究奠定了基础。     

Sequence recognition of DNA by lexitropsins

Lexitropsins are modular polyamide molecules that are designed to "read" the base sequence of DNA. Lexitropsins constructed of three types of subunits--pyrrole, imidazole and hydroxypyrrole--allow full recognition of DNA base sequences. Structural studies have revealed the atomic basis of this specificity. Theoretical studies have explored the effectiveness of lexitropsins in targeting a given sequence within a genome, and have been used to analyze and improve lexitropsin design.     

新一代测序技术在抗癌药物精准治疗中的研究现状

新一代测序技术的迅猛发展为个性化医学提供前所未有的潜力,生物医学和癌症基因组学在大数据时代也随之发生巨大的变革.随着生物科学技术和计算机处理数据能力的不断提高,高通量测序在多组学生物数据的获取和挖掘中发挥了关键作用.如今,它已经成为了生物学家进行科学研究不可或缺的工具,并在抗癌药物精准治疗领域做出了重要贡献.该文将针对...     

Sequence specificity for DNA interstrand cross-linking induced by anticancer drug chlorambucil

Chlorambucil is known to alkylate primarily N7 of guanine and N3 of adenine to induce DNA monofunctional adducts and interstrand cross-links (ISC). We have investigated the sequence specificity for DNA ISC induced by chlorambucil using duplex oligomers containing a difined cross-linkable sequences 5′-A^*TT, 5′-G^*TT, or 5′-G^*CC in which asterisk indicates the potential cross-linking site and underlined base indicates the potential cross-linking site on the opposite strand. An analysis of 20% denaturing polyacrylamide gel electrophoresis showed that chlorambucil was able to induce DNA ISC in the duplex oligomers containing a sequence 5′-GCC. The formation of DNA ISC was not observed in the duplex oligomers containing sequences 5′-ATT or 5′-GTT. These results indicate that chlorambucil induces guanineguanine DNA ISC but not guanine-adenine or adenine-adenine DNA ISC. In addition, we have tested the ability of chlorambucil to induce DNA ISC within 5′-GNNC or 5′-GC sequences using duplex oligomers containing the sequence 5′-G⁴G³G²C. The result of DNA strand cleavage assay showed that DNA ISC was formed at the 5′-GGC sequence (an 1,3 cross-link, G₁-G₃) but not at 5′-GGGC (an 1,4 cross-link, G₁-G₄) or 5′-GC sequence (an 1,2 cross-link, G₁-G₂).     

新疆中麻黄DNA片段的克隆与序列分析

对新疆3种中药麻黄(Ephedra)进行了RAPD分析，回收随机引物s13的PCR产物(750bp左右)，克隆到pMD18-T载体中，经电泳鉴定后进行序列分析。结果表明，已成功克隆并获得了新疆中麻黄771bp的DNA片段，对中药材的鉴定和标准化提供依据。     

Sequence selectivity of DNA alkylation by adozelesin and carzelesin

Adozelesin and carzelesin are synthetic analogues of the extremely potent antitumor antibiotic CC-1065, which alkylates N3 of adenine in a consensus sequence 5′-(A/T)(A/T)A^* (A^* is the site of alkylation). We have investigated the DNA sequence selectivity of adozelesin and carzelesin by thermally induced DNA strand cleavage assay using radiolabeled restriction DNA fragments. An analysis of alkylation patterns shows that the consensus sequences for carzelesin and adozelesin have been found to be 5′-(A/T)(A/T)A^* and 5′-(A/T)(G/C)(A/T)A^*. A new consensus sequence, 5′-(A/T)(A/T)CA^*, has been observed to display an additional alkylation site for adozelesin but not for carzelesin. These results indicate that the pattern of sequence selectivity induced by carzelesin is similar but not identical to those induced by adozelesin.     

小鼠载脂蛋白CⅡ编码基因的克隆

目的：克隆小鼠载脂蛋白CⅡ（ApoCⅡ）编码序列。方法：采用逆转录一聚合酶链式反应（RT-PCR）的方法扩增获得ApoCⅡ编码序列，将ApoCⅡ基因编码片段重组入质粒pUC18，得到重组克隆载体pUCl8-ApoCⅡ，进行序列测定。结果：经测序证实重组质粒pUC18-ApoCⅡ中的ApoCⅡ编码片段的序列与GenBank中的一致。结论：成功构建了含编码小鼠ApoCⅡ基因的重组克隆载体pUC18-ApoCⅡ，为基因工程生产有生物活性的ApoCⅡ、开展ApoCⅡ的免疫学测定及进一步探讨ApoCⅡ治疗高甘油三酯血症的可能性奠定了基础。