一种基于寡核苷酸微阵列芯片的多重可扩增探针杂交技术

多重可扩增探针杂交技术(multiplex amplifiable probe hybridization,MAPH)是近年来发展起来的一种用于基因组中DNA拷贝数检测的新技术。并发展了一种基于寡核苷酸微阵列芯片的MAPH技术。该方法根据所检测的DNA序列,制备若干具有通用引物的FCR产物作为可扩增探针组,与固定在尼龙膜上待测的基因组DNA杂交。用磁珠回收特异性杂交的探针,经生物素标记的通用引物扩增后,与相应的寡核苷酸微阵列芯片杂交。该特异性的寡核苷酸微阵列芯片包括10个抗肌营养不良基因的外显子探针和阴性、阳性探针。杂交清冼后,链霉亲和素-Cy3染色用芯片扫描仪得到杂交的荧光图像。分析荧光信号的强度差异给出特定基因片段拷贝数的变化。该方法用微阵列技术代替MAPH中的电泳检测技术,可大幅度增加检测的通量。选择了一个正常男性、一个正常女性和一个肌营养不良症患者的基因组DNA来进行验证。结果表明,该方法能够同时给出抗肌营养不良基因多个外显子中的基因片段拷贝数差异信息。     

采用基因微阵列技术对常见呼吸道病毒进行检测的初步研究

建立一种高通量的基因微阵列检测技术,对常见呼吸道病毒感染进行监控.根据公开发表的8个病毒科38种常见呼吸道病毒的序列,计算其保守区域,设计病毒的特异性检测探针,制备呼吸道病毒检测基因微阵列.利用随机引物PCR方法标记样品中的病毒靶序列,标记产物与基因微阵列上的探针杂交,清洗、扫描后进行结果分析.采用流感病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒和风疹病毒作为报告病毒,并对80例上呼吸道感染患者的咽拭子标本进行验证测试.初步结果表明,该呼吸道病毒微阵列基因芯片检测是可行的,在利用基因微阵列技术对病毒监控方面进行了有益的尝试,得到了有经验的信息.     

微阵列（microarrays）技术及其应用

微阵列分为cDNA微阵列和寡聚核苷酸微阵列,微阵列上“印”有大量已知部分序列的DNA探针,微阵列技术就是利用分子杂交原理,使同时被比较的标本（用同位素或荧光素标记）与微阵列杂交,通过检测杂交信号强度及数据处理,把他们转化成不同标本中特异基因的丰度,从而全国比较不同标本的基因表达水平的差异,微阵列技术是一种探索基因组功能的有力手段。     

用S1核酸酶方法测定αAC—616晶体蛋白基因转录起始点

采用BRL提供的HeLa细胞裂解物,已知该裂解物中含有RNA聚合酶Ⅱ和其他基因转录所必需的因子和成分。当αAC-616晶体蛋白基因在该体系中发生转录产生mRNA后,即与用~(32)P标记的αAC-616晶体蛋白基因探针进行分子杂交,杂交后加入S_1核酸酶消化去掉未配对的αAC-616DNA单链,保留杂交形成的RNA-DNA双链杂交体。作含脲素的聚丙酰胺凝胶电泳,用φ_x174HeaⅢDNA作分子标准参照物,结果表明转录出来的mRNA与276个脱氧核糖核苷酸形成互补杂交链,比5′-末端标记的~(32)P-晶体蛋白基因探针为短。据此在已知的晶体蛋白基因顺序图谱上判定出αAC-616晶体蛋白基因的转录起始点位于该图谱的第398位核苷酸Adenosine,距TATA盒下游第79位(A)。并对晶体蛋白基因转录的特性进行了讨论。     

酶标探针在转基因植物检测中的应用

采用碱性磷酸酶标记DNA制备分子探针, 并首次在植物中应用。酶在苯醌作用下与单链DNA联结, 形成DNA和酶的共价复合物即酶标探针。此探针通过分子杂交与待测DNA结合, 再与酶的底物作用显色, 3～6h 内可观察结果。用此探针检测转基因植物中的UidA基因, 点杂交和Southern杂交结果表明, 所合成的酶标探针具有快速、准确、安全而经济的优点。点杂交证明外源UidA基因被成功转化到受体植物中, Southern 杂交对转基因的材料检测的结果证明, 该材料包含多个外源UidA基因拷贝, 初步确定其外源UidA基因拷贝数在5个以上。     

病毒感染相关基因微阵列的制备及其在HBV感染应答基因筛选中的应用

为筛选乙型肝炎(乙肝)病毒(HBV)感染应答基因,探讨HBV感染分子机理,采用生物信息学分析、筛选宿主细胞中与乙肝病毒、丙型肝炎(丙肝)病毒、流行性感冒(流感)病毒等感染密切相关的基因,设计并合成寡核苷酸探针,制备了含231种病毒感染相关基因的寡核苷酸微阵列.利用此微阵列比较HepG2细胞、HepG2.2.15细胞之间的基因表达谱差异,筛选乙肝病毒感染候选应答基因,从分子水平对乙肝病毒感染作用机理进行初步研究.制备的病毒感染相关基因表达谱微阵列的监测结果显示,阳性对照和看家基因探针出现较强信号,空白点样液和阴性对照探针未出信号,大部分基因探针信号强度在可分析范围内,上矩阵和下矩阵反映的基因表达情况一致,证明微阵列的特异性、敏感性、重复性都较好.HepG2.2.15与HepG2细胞基因表达谱比较结果显示,28个宿主基因在HepG2.2.15细胞中高表达,包括ASGR1、AFP、Fibronectin、APOC等基因;4个基因低表达,包括RRM1、ICSBP等基因.初步筛选获得HBV感染候选应答基因.此结果表明,制备的微阵列敏感性、特异性、重复性好,可为研究病毒宿主相互作用关系提供技术平台,应用此微阵列筛选获得的HBV候选应答基因可为揭示HBV感染的分子致病机理提供新的信息,为抗HBV药物研究提供潜在的作用靶点.     

糖皮质激素受体mRNA的检测

用盐酸胍法和苯酚法从大鼠肝脏分离出了完整的RNA,通过oligo(dT)纤维素亲和层析从中纯化mRNA。然后用GRcDNA探针和mRNA进行Northern印迹杂交和斑点印迹杂交,放射自显影后用光密度计对糖皮质激素受体mRNA进行定量,获得了重复性较好的结果,本方法为从基因转录水平上研究GR的变化打下了必要的基础。     

鼻咽癌上皮细胞株HNE1差异表达基因的分离与鉴定

为了分离鼻咽癌差异表达基因 ,应用抑制性扣除杂交技术 ,在正向抑制性扣除杂交中 ,以鼻咽癌上皮细胞株HNE1cDNA作为检测子 ,以人胚鼻咽上皮细胞cDNA作为驱赶子 ;在反向抑制性扣除杂交中 ,以人胚鼻咽上皮细胞cDNA作为检测子 ,以鼻咽癌上皮细胞株HNE1cDNA作为驱赶子 ,分别通过抑制性扣除杂交 ,构建了鼻咽癌上皮细胞株HNE1表达下调和表达上调的两个扣除cDNA文库 .从鼻咽癌相关的扣除cDNA文库中随机挑取 1 2 0 0个克隆 ,采用菌落PCR扩增其插入cDNA片段 ,自动点膜制备成cDNA微阵列膜 ,分别用鼻咽癌上皮细胞株HNE1、人胚鼻咽上皮mRNA经逆转录标记cDNA探针 ,分别与cDNA微阵列膜杂交 ,通过杂交信号的自动扫描分析 ,对杂交信号存在 5倍差异的克隆进行测序 ,获得了 1 0个鼻咽癌差异表达基因的cDNA片段 ,其中 3个为新基因序列 ,其GenBank登录号为 :AF5 1 0 1 88、AF5 1 0 1 89和AF5 1 0 1 90 ,7个代表已知基因序列 .采用RT PCR证实S1 0 0A8,CK1 9和RBP1基因在人胚鼻咽上皮中高表达而在鼻咽癌细胞株HNE1中低表达 .这些结果显示上述基因可能是鼻咽癌发生的重要因素     

多药耐药基因分型芯片的制备及优化

目的:建立多药耐药基因(mdr1)分型芯片,以检测患者的单核苷酸多态性(SNPs)。方法:设计并合成探针和引物,制备芯片;构建野生型和突变型质粒,以其为模板经PCR仪扩增后,与芯片上的探针杂交,并用扫描仪分析结果。结果:构建了野生型和突变型质粒,与芯片杂交能很好地区分基因型;优化了制备条件,建立了分型标准。结论:该基因芯片是一种快速特异的基因分型方法。     

转基因猪染色体原位杂交外源生长激素基因定位

近些年来随着原位杂交技术的不断改进,该技术已广泛用于染色体的基因定位。非放射性标记探针的应用使基因定位变得更加简单易行,从而有可能对动物的转基因进行定位研究。本文首次采用胶体金标记药盒（Anti-digoxigenin-gold)和银加强试剂（Silver enhance-ment reagents)的非同位素原位杂交技术对转基因猪外基因进行了定位研究。如Fig.1所示：表达质粒pSMTPGH含有载体pUC19,羊启动子MT011和猪生长激素PGH基因。选5头带有pSMTPGH的转基因猪,分别制备含有染色体DNA的杂交膜。用BglII和Smai对pSMTPGH进行完全酶切,收集0．9kb片段作为探针,以dig-11-dUTP进行标记。探针与DNA杂交后,用光学显微镜检查。选择分散良好、显影银颗粒清楚的玻片进行摄影记录（Fig.2)。对染色体上的显影银颗粒进行统计分析,参照家猪的染色体标准带型,确定外源PGH基因整合位点。Fig.3为4104号转基因猪染色体上的银颗粒分布情况。对5头转基因猪外源PGH基因定位的结果见Table1。探针的合理设计是外源基因定位研究成功的关键。本实验所用探针必须地与外源PGH基因杂交,而不受内源PGH基因的影响。我们设计的探针符合这一要求。采用dig11－dUTP标记探针,抗体金显色,银加强试剂放大杂交信号,在光学显微镜下可以直接观察杂交位点处的显影银颗粒,但于对实验进行统计分析。估计数据表明：转基因猪的外源PGH基因随机整合在所有染色体上,但在13号染色体上的机率略高。     

弱酸性家蝇蛆抗菌肽MD7095的分离纯化及性质研究

家蝇抗菌肽多是碱性蛋白,目前尚无弱酸性家蝇抗菌肽的报道。通过稀醋酸低温浸提,海藻酸吸附,稀盐酸低温洗脱、盐析、Sephadex G25凝胶过滤和CMC23弱阳离子交换柱层析等方法,利用灵敏的杀菌活性检测手段,从家蝇蛆(Musca domesticalarvae)中分离纯化出一组弱酸性抗菌肽,对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)等革兰氏阳性菌和几种革兰氏阴性菌有强烈的杀灭作用,有极强的耐热、耐冻融的特性。通过电洗脱方法进一步纯化出抗菌肽MD7095,质谱测定其分子量7095Da,IEF电泳测得其等电点5.59,经肽质量指纹谱(PMF)鉴定为一新肽。扫描电镜超微结构观察表明,弱酸性家蝇蛆抗菌肽对苏云金芽孢杆菌的杀菌机制主要是使细胞膜穿孔,内容物外泄,最终使细菌完全解体死亡。     

家蝇蛆抗菌肽提取工艺研究

蝇蛆抗菌肽多有广谱抗菌、抗癌等功能,是很好的天然抗菌药物来源,但由于得率较低,目 前对其产品开发的研究较少。以家蝇Musca domestica干蝇蛆为原料,利用加热-层析法和海藻酸吸附法2种工艺提取蝇蛆抗菌肽。结果表明：加热-层析法快速、简便,抗菌肽提取得率达0.26％,是海藻酸吸附法提取抗菌肽得率的5.2倍。提取的家蝇抗菌肽主要是分子量6.2～17.2 kD、等电点5.59～5.91的弱酸性小分子多肽,其热稳定性高,能杀灭枯草杆菌Bacillus subtilis等多种革兰氏阳性菌。加热-层析法能有效去除外源性蛋白酶,保证肽类产品的稳定性,同时还能提取出非蛋白类的抗菌成分,提示其对开发具有高附加值的抗菌产品将会有良好的应用前景。     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-2的电泳制备及其抗菌作用机理

通过体壁损伤和感染大肠杆菌同时诱导家蝇Musca domestica幼虫产生免疫血淋巴,经沸水浴热变性,透析浓缩处理,然后经Tricine-SDS-PAGE得到诱导前后家蝇幼虫血淋巴中蛋白差异表达条带,将该条带电泳回收,复性,抗菌活性检测等步骤,分离纯化得到抗菌肽MDL-2,其分子中富含Pro,Gly和碱性氨基酸,分子量为11 kD,对革兰氏阴性菌Escherichia coli和革兰氏阳性菌Staphylococcus aureus均有较强抗性,因此电泳制备抗菌肽的方法为此类生物微量活性物质的分离纯化提供一种行之有效的途径。通过MDL-2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌通透性和透射电镜超微结构的图谱分析,MDL-2首先与细菌的外膜结合,然后抗菌肽形成柔性的两亲空间构象与细胞内膜作用,扰乱了膜脂分子的排列,改变了细胞膜的通透性,影响细胞膜的结构和功能,细胞膜上形成了许多孔道,同时造成细胞内的原生质扩散,并从孔道向胞外渗漏,影响了细菌的代谢系统,最终引起细胞膜破碎,细胞完全解体,从而起到抑菌杀菌作用。     

家蝇抗菌肽的抑菌动力学研究及其机理初探

利用鼠伤寒沙门氏菌针刺诱导家蝇幼虫表达抗菌肽,对抗菌肽的抑菌动力学进行研究,并通过抗菌肽样品对不同细菌动力学特性的研究出发对抗菌肽抑菌作用机制进行探讨。研究发现抗菌肽样品的活性与作用时间有关,24h内出现一到两个活性峰,同一抗菌肽样品对不同细菌的抑菌动力学有差异,抗菌肽的抑菌动力学机制应该与它的的抑菌作用机制有关。通过电镜观测、细胞磷代谢、紫外吸收物测定以及抗菌肽与细菌DNA相互作用结果可知,微生物诱导家蝇表达的抗菌肽样品不仅能够造成细菌细胞的快速坍塌破裂而且能够破坏细胞核心,与DNA结合作用。抗菌肽抑菌动力学的解释：微生物诱导产物中含有两类抗菌肽,一类抗菌肽能造成细胞膜的快速坍塌破裂形成第一个活性峰;另一类抗菌肽可进入细胞,破坏细胞核心,造成紫外吸收物大量外泄形成第二个活性峰。     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-2对细菌细胞渗透性及代谢功能影响

研究了家蝇幼虫抗菌肽MDL-2与细菌相互作用时,抗菌肤MDL-2对细菌细胞壁的溶解作用、细胞膜渗透性和代谢的影响.抗菌肽MDL-2在抗菌过程中首先与细菌的细胞壁相互作用,使其破裂,抗菌肽对革兰氏阴性细菌大肠杆菌细胞壁的作用有浓度依赖性,而对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌MDL-2在较低的浓度时即可发生细胞壁破坏作用;抗菌...     

家蝇Denfensin-1基因的克隆、诱导表达及启动子活性分析

【目的】鉴定一种新的家蝇Musca domestica防御素基因, 并分析其功能。【方法】从家蝇转录组数据库中鉴定了1条新的防御素基因cDNA序列, 并将其命名为家蝇防御素1 (Md-defensin-1)基因Mdde-1。利用生物信息学网站、 软件预测其结构等信息。以实时荧光定量PCR技术研究该基因的表达模式, 并且利用基因步移技术获得了启动子序列, 同时采取细胞转染技术验证Mdde-1启动子活性。【结果】该序列包含一个276 bp的开放阅读框, 编码91个氨基酸残基。推导的氨基酸序列N端包括1个23个氨基酸残基的信号肽和1个28个氨基酸残基的前肽。成熟肽由40个氨基酸残基组成, 含有1个典型的CSαβ基序。实时荧光定量PCR结果显示, 家蝇2龄幼虫受金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus (G+)刺激后Mdde-1表达明显上调, 而大肠杆菌Escherichia coli (G^-)刺激后表达下调;Mdde-1在家蝇幼虫受到热激时呈上调表达。为进一步研究其调控机制, 克隆了Mdde-1启动子, 并证明了该启动子具有活性。【结论】据此认为Mdde-1是一种新的家蝇防御素, 并且在免疫革兰氏阳性菌方面发挥重要作用; 同时我们首先证明了Mdde-1的启动子具有活性。本研究为进一步研究家蝇防御素的作用机制奠定了基础。     

Monitoring of cDNA microarray with common primer target and hybridization specificity with selected targets

Academic researchers are increasingly producing and using cDNA microarrays. Their quality and hybridization specificity are crucial in determining whether the generated data are accurate and interpretable. Here, we describe two methods of monitoring microarray production, the sustainability of DNA attachment, and the specificity of hybridization. The first method consists of labeling an oligonucleotide, which is one of the primers used to amplify all cDNA probes on the array (except for beta-actin and GAPDH) with fluorescent dye and hybridize it to the cDNA microarray. Attachment of the cDNAs on the array after the hybridization procedure was monitored by visualizing fluorescent signals from the spots on the array. In the second method, two selected DNA targets, beta-actin and GAPDH, were labeled with fluorescent dye to hybridize to the cDNA array. Hence, hybridization specificity was demonstrated by obtaining fluorescent signals solely from the genes corresponding to the target.     

Development of a high-throughput DNA microarray for drug-resistant gene detection and its preliminary application

Most bacteria are resistant to a wide variety of antibiotics and other drugs, which decrease the effectiveness of clinical drug therapies. The present study developed a high-throughput DNA microarray for drug-resistant gene detection. A total of 115 specific oligonuclieotide probes with lengths of 42 nt to 45 nt and comparable Tm values were selected from 17 categories of drug-resistant genes in the National Center for Biotechnology Information database and were chemically synthesized. The entire bacterial DNA was extracted, randomly amplified, and labeled using Cy3-dCTP. The hybridization conditions of the microarray test were optimized to improve sensitivity and specificity. The drug-resistant genes were detected and genotyped using microarray analysis after hydration at 42°C for 4h with 2× hybridization solution. The microarray test sensitivity was 20ng/μL DNA. The performance of the microarray was validated using reference strains and clinical isolates. The results were consistent with direct DNA sequence analysis and drug susceptibility tests. The developed DNA microarray could be used to detect and screen drug-resistant bacteria rapidly and simultaneously. Thus, the present study could be helpful in effectively using antibiotics and controlling infectious diseases.     

Cloning,expression, and purification of a new antimicrobial peptide gene from Musca domestica larva

Musca domestica (Diptera: Muscidae), the housefly, exhibits unique immune defences and can produce antimicrobial peptides upon stimulation with bacteria. Based on the cDNA library constructed using the suppression subtractive hybridization (SSH) method, a 198-bp antimicrobial peptide gene, which we named MDAP-2, was amplified by rapid amplification of cDNA ends (RACE) from M. domestica larvae stimulated with Salmonella pullorum (Enterobacteriaceae: Salmonella). In the present study, the full-length MDAP-2 gene was cloned and inserted into a His-tagged Escherichia coli prokaryotic expression system to enable production of the recombinant peptide. The recombinant MDAP-2 peptide was purified using Ni-NTA HisTrap FF crude column chromatography. The bacteriostatic activity of the recombinant purified MDAP-2 protein was assessed. The results indicated that MDAP-2 had in vitro antibacterial activity against all of the tested Gram − bacteria from clinical isolates, including E. coli (Enterobacteriaceae: Escherichia), one strain of S. pullorum (Enterobacteriaceae: Salmonella), and one strain of Pasteurella multocida. DNA sequencing and BLAST analysis showed that the MDAP-2 antimicrobial peptide gene was not homologous to any other antimicrobial peptide genes in GenBank. The antibacterial mechanisms of the newly discovered MDAP-2 peptide warrant further study.