基因芯片技术进展及应用

1　基因芯片概述随着人类基因组计划 (Human Genome Project)即全部核苷酸测序的即将完成 ,人类基因组研究的重心逐渐进入后基因组时代 (Postgenome Era)向基因的功能及基因的多样性倾斜 [1 ,2 ] 。通过对个体在不同生长发育阶段或不同生理状态下大量基因表达的平行分析 ,研究相应基因在生物体内的功能 ,阐明不同层次多基因协同作用的机理 ,进而在人类重大疾病如癌症、心血管疾病的发病机理、诊断治疗、药物开发等方面的研究发挥巨大的作用。它将大大推动人类结构基因组及功能基因组的各项基因组研究计划。基因芯片的工作原理与经典的核酸…     

人类基因组计划、后基因组研究与基因医学——基因诊断、基因制药与基因治疗的新世纪

NIH于 1991年拟定人类基因组计划 (HumanGenomeProject,HGP) ,1993年正式启动了第一个五年计划 (1994～ 1998) ,1998年秋HGP圆满完成计划。预计人类DNA测序将于 2 0 0 3年完成。人类 2 3条染色体共约 30亿bp ,功能基因约 10万个 ,疾病相关基因约 50 0 0～ 10 0 0 0个。人类基因组计划涉及的遗传图谱、物理图谱、主要的模式生物的工作 ,已基本在 1994～ 1998年的第一个五年计划中完成。今后的任务是集中DNA测序。工作草图 (Workdraft)亦计划于 2 0 0 1年完成。 2 0 0 3年测序工作全部完成。后基因组研究包括生物信息学、基因功能学和基因的开发研究 ,将遍及 2 1世纪生命科学的各个领域并充实基因医学的真实内涵。     

人类基因组计划与人类疾病动物模型—跨世纪实验动物模型的展望

继英国科学家克隆羊“多利”诞生后 ,生命科学领域紧接着又一项以确定人类基因的结构和功能、表达和调控的“人类基因组计划”(ＨＧＰ)正在各大国相继地展开[1～ 4] 。今天人类 3× 1 0 9个核苷酸全序列中约有 5 0 0 0个基因已被测序 ,同时随着技术及测序仪器的更新 ,每年测序完成的速度正在加快。美国科学家宣布 ,今年底将完成约 90 %以上的人ＤＮＡ测序工作 ,预计 2 0 0 1年全部完成ＤＮＡ测序 ,由此而产生的一大堆匿名基因 (功能不知的基因 )及各基因的表达特性及表达蛋白生理活性研究称之为后基因组时代[5] 。研究基因 -蛋白、表达调控 …     

基因芯片技术在肿瘤研究中的应用

随着人类基因组计划 (ＨＧＰ)即全部核苷酸测序的完成 ,人类基因组研究的重心逐渐进入功能基因组时代。通过对个体在不同生长发育阶段或不同生理状态下大量基因表达的平行分析 ,研究基因在生物体内的功能 ,阐明不同基因协同作用的机制 ,进而在人类重大疾病如癌症等的发病机制、诊断治疗和药物开发等方面的研究将发挥巨大的作用。基因芯片又称ＤＮＡ微阵列 (ＤＮＡｍｉｃｒｏａｒｒａｙ)是近年发展起来的一项ＤＮＡ分析技术 ,一般包括寡核苷酸芯片和ｃＤＮＡ芯片 2种 ,其基本原理是将成千上万个代表不同基因的寡核苷酸或ｃＤＮＡ“探针” ,密…     

基因芯片技术在鼻咽癌研究中的应用进展

人类基因组测序工作的完成,标志着基因组学的研究已由结构基因组学迈向功能基因组学,即后基因时代[1-2].如何从海量的基因信息中挖掘基因功能,如何大规模研究人类约3万条基因的功能[3],尤其是基因的相互作用和调控关系,将成为研究现代生物学面临的最大挑战.     

基因芯片技术研究现状及展望

人类基因组计划(HGP)的实施及后基因组计划的启动,不仅破译了编码人类基因组的核苷酸序列,还对蕴藏在其中的功能含义进行发掘;同时也推动了包括生物信息学、基因组学、蛋白组学等新型学科的迅速发展;大规模测序、寻找新基因及基因功能研究相关的生物技术也应运而生[1].     

基因表达谱芯片在肿瘤研究中的应用

20世纪人类最宏伟的基因组 (ｈｕｍａｎｇｅｎｏｍｅｐｒｏｊｅｃｔ,ＨＧＰ)计划已基本完成。目前已逐步进入了功能基因组时代[1] 。人类面临的更艰巨的任务是研究基因组功能 ,今后相当长一段时间的主要工作将集中在揭示所有基因转录表达层次上的信息。基因芯片 (ｇｅｎｅｃｈｉｐ)又称ＤＮＡ芯片 ,ＤＮＡ微阵列 (ＤＮＡｍｉｃｒｏａｒｒａｙ)、ｃＤＮＡ微阵列、寡核苷酸微阵列(ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓｍｉｃｒｏａｒｒａｙ) ,是近几年发展起来的一项前沿生物技术[2 ] 。基因芯片技术的出现使全面、综合分析某些生命现象成为可能…     

PCR重叠延伸法结合分段克隆技术构建高GC含量基因突变载体

目的:构建人类KAP-1基因定点突变载体,为研究该基因的功能奠定基础。方法:综合运用PCR重叠延伸法和分段定向克隆技术。结果:DNA测序结果表明定点突变载体构建成功。结论:成功构建高GC含量(局部高达80.50%),全长为2 500bp的人类KAP-1基因定点突变载体pCMV6-En-try-KAP-1,为全面深入研究KAP-1基因的功能奠定了基础。     

RNAi在哺乳动物细胞功能基因组学研究中的应用

随着人类基因组测序计划的完成,绘出了人类大约3万到4万个基因的图谱,然而其中大部分基因的功能还不清楚,因此对基因功能的研究成为当前基因学研究的热点。RNAi（RNA interference,RNA干扰）作为一种新的、强有力的研究工具,正在功能基因组学研究中蕴育着巨大潜力,     

人类功能基因组研究与开发的进展及对策建议

随着人类基因组计划的完成,人类功能基因组学研究成为新的热点,已经将生物医学的研究范围从对单一基因或蛋白质的研究扩展到系统和完整地对全部基因或蛋白质的研究.这一研究领域是生物技术产业和健康产业的核心,与人类的健康息息相关,并蕴藏着巨大的产业化潜能和经济、社会效益.目前,虽然人类基因组全部序列已知,但许多基因的功能仍然一无所知.根据2008年1月人类转录组数据库(H·Invitational Database.H.1nvDB)的统计,在目前已注释的34 057个人类编码基因中,有功能报道的只有12 404个(表1)[1].因此,大量人类新基因和蛋白的功能及开发研究仍有待于我们发掘.     

发挥多学科协作优势,迎接人类后基因组时代的机遇和挑战

人类基因组计划是人类有史以来最伟大的认识自身的世纪工程,经过全世界科学家的努力,今年已经完成工作草图,预计在2003年以前可以完成全部人类基因序列的分析.目前,我们已经进入了人类后基因组时代(human post-genome project era),在绝大多数人类基因序列已知的条件下,如何调整生命科学的研究战略和研究方向,是我们面临的新问题.目前,虽然97%的人类基因序列已经解析出来,但仍有约90%的人类基因不了解其功能,后基因组时代摆在我们面前的一个关键问题就是如何开展功能基因的研究和疾病基因的研究,如何将人类基因序列转变为对人类认识自身的知识,如何对这些基因加以利用, 从中寻找出可供开发的宝藏,使之能够造福于人类的健康.这些工作将花费远比基因序列分析更多的时间、更大的投入和更繁重的工作量,也更加具有挑战性,同时,也是我国生命科学创新性研究的新机遇.如果说,在以大规模基因测序为主的人类结构基因组学研究是以分子遗传学专家为主要力量的话,那么在功能基因组和疾病基因组研究则不能依靠单枪匹马的孤军奋战,必须发挥多学科、多领域实验室的相互协作,以大科学模式开展研究,这样才能取得真正意义的重要科学成果(图1).     

人类p27kip1基因正、反义真核表达质粒的构建

目的：克隆人类p27^kip1基因，构建其正、反义真核表达质粒。方法：采用逆转录聚合酶链式反应(RT—PCR)技术，从人类伯基特淋巴瘤细胞株Raji中扩增出人类p27^kip1 cDNA全长序列，通过DNA重组技术将该基因重组于pcDNA3．1真核表达载体上，构建p27^kip1正、反义表达质粒。通过酶切电泳分析及DNA测序的方法对重组表达质粒进行鉴定。结果：通过酶切鉴定及测序分析证实，本实验构建的重组表达质粒目的基因片段为人类p27^kip1 cDNA。结论：本实验成功地克隆了人类p27kipl基因并构建了其正、反义真核表达质粒，为进一步研究p27^kip1在淋巴瘤发生中的意义奠定了基础。     

阿尔茨海默氏病新易感基因的研究

在阿尔茨海默氏病(AD)新易感基因领域研究中,经典的基于连锁基因和候选基因的关联研究已经逐渐被外显子测序、全基因组测序(针对孟德尔型AD)和全基因组关联研究(针对非孟德尔型AD)等替代。通过新技术寻找到的新易感基因有助于研究潜在的疾病机制。除了大样本检测新风险因素外,新一代测序方法可以对很小数量的患者进行检测。今后的研究重点将更注重转化医学的研究、单个患者的测序和个体患者生物材料的收集,这些将成为遗传子研究的核心单位。当然这一转变需要遗传科学家和临床神经科医师的紧密合作。本文对AD遗传学的最新发现和应用进行综述。     

HIV-1 Ta填核表达载体的构建及在Huh-7细胞中表达

目的构建1型人类免疫缺陷病毒(HIV-1)反式激活因子(Tat)基因真核表达质粒,并研究该质粒在真核细胞中的有效表达。方法以含有HIV-1全长基因的质粒pNL4-3为模板,通过PCR扩增HIV-1tat第一外显子,应用基因工程技术将扩增的基因片段插入真核表达质粒pCDNA3.1( ),构建重组真核表达质粒pCDNA3.1-tat,经限制性内切酶酶切分析及测序鉴定正确后,应用脂质体转染技术转染入人体肝癌细胞系Huh-7细胞。RT-PCR检测其基因转录情况,Westernblot鉴定其是否能够表达相应的目的蛋白质。结果成功扩增了Tat基因,酶切和测序证明正确构建了重组真核表达质粒pCDNA3.1-tat,RT-PCR和Westernblot方法证实该质粒能在Huh-7真核细胞中有效表达HIV-1Tat目的蛋白质。结论成功构建了HIV-1Tat基因的真核表达质粒载体,并在Huh-7细胞中表达,为在Huh-7细胞模型中研究Tat的功能奠定了基础。     

大鼠寡霉素敏感相关蛋白的克隆及真核表达载体的构建

目的:克隆大鼠寡霉素敏感相关蛋白(OSCP)的基因并构建pEGFP-N1真核表达载体。方法:采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)从大鼠脑组织中扩增出OSCP基因,将其插入到pTA2克隆载体中,测序鉴定后亚克隆至pEGFP-N1真核表达载体并进行酶切、测序鉴定。结果:PCR扩增出约为700 bp的基因片段;重组克隆载体pTA2-OSCP经测序鉴定证明pTA2载体中插入了目的基因片段;重组表达载体pEGFP-N1-OSCP经酶切、测序鉴定证明其构建成功。结论:OSCP基因克隆和真核表达载体构建成功,这为下一步开展该基因的重组蛋白表达及功能研究奠定了基础。     

基因组研究和基因组工业的现状及思考

1人类基因组计划和后基因组时代1.1人类基因组测序将提前完成：人类基因组计划（HumanGenomeProject,HGP）旨在阐明人类基因组的全部序列,从整体上破译人类遗传信息,使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。主要包括三项任务：人遗传图谱和物理图谱的建立;B．DNA测序;C．基因识别。自1990年实施以来,人类基因组测序已完成测序和正在测序的共计约330Mb,占人基因组的11％左右;已识别出与人类疾病相关的基因200个左右。此外,细菌、支原体等共17种模式生物全基因组序列已测定。随着技术更新和大公司的介入,人类基因组测序将提…     

人类S期激酶相关蛋白2表达质粒的构建

目的:克隆人类S期激酶相关蛋白2(Skp2)基因,构建其表达质粒,为今后进一步研究Skp2的生物学功能提供基础。方法:采用RT-PCR技术扩增人类Skp2 eDNA全长序列,运用DNA重组技术将其重组于pcDNA3.1/myc- His A质粒,构建Skp2表达质粒。结果:通过酶切电泳分析及DNA测序分析证实,实验成功构建了Skp2表达质粒。结论:Skp2表达质粒pcDNA3.1/mye-His A-Skp2构建成功,为进一步研究Skp2的生物学功能及其在肿瘤发生、发展、诊断和预后中的作用奠定了基础。     

妇产科概论

伙0935蛋白质组学:在生殖系统疾病研究的新方法/潘卫…//生殖医学杂志,一2004,13(1)一59~62 人类基因组大规模测序,揭示基因组精细结构的同时,还显示出基因数量的有限性和结构的相对稳定。随着生殖技术的飞速发展,创立了与基因组相对应的蛋白质组学(proteon”cs),将从生命功能的执行体—蛋白质水平研究基因的表达及功能。生殖系统的疾病,并非均由遗传变异引起,许多分子水平的变化发生在翻译后蛋白质的修饰。利用蛋白质组学可从分子水平了解生殖系统的健康状况和疾病的发生机制。参20(周继铭)040936人胎儿卯细胞凋亡及其凋亡蛋白C之甲映一3…     

与血脂水平相关的等位基因图谱研究进展

研究表明,至少有19个基因区域具有共同的与低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein-cholesterol, LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C)和(或)三酰甘油(triglyceride, TG)有关的DNA单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNP).许多基因的常见变异导致人和(或)小鼠单基因血脂异常,研究基因区域中常见和罕见的变异等位基因图谱有助于血脂研究.全基因组研究应查明其他的位点,并进行测序,以明确所有相关的等位基因,并获得基因型和表型关系的全图谱,将这些结果应用于临床实践,为临床危险分层和治疗干预靶点提供依据.