分离差异表达基因的方法

了解不同细胞或同类细胞在不同发育阶段、不同生理状态下的基因表达状况,可以为研究生命活动过程提供重要信息。以差别筛选,扣除杂交等基本方法为出发点,研究基因表达差异的方法不断完善,先后出现了DDRT-PCR,RDA,SSH,cDNA微阵列(基因芯片)等技术。这里着重对这些方法的优缺点及改进进行了论述和评介,并对技术的发展趋势进行了分析。     

干扰小RNA序列非依赖性地影响胰腺癌细胞的基因表达

干扰小RNA(small interference RNA, siRNA)是基因敲减的常用工具,广泛用于基因沉默技术和基因功能研究,在临床疾病治疗等方面也有潜在的应用。一般认为,达到一定长度（比如大于27 bp）的双链RNA可以诱导干扰素反应,降低相关基因的表达。目前,siRNA对基因表达的非特异性作用尚不完全清楚。为研究siRNA干扰的非特异基因表达,本研究以胰腺癌细胞HPAC 和BxPC3 为模型,采用高通量测序技术对6种不同干扰小RNA处理及未作处理的HPAC和BxPC3细胞进行转录组测序分析,筛选出干扰小RNA处理后表达量共同下调的基因进行研究。通过生物信息学方法对表达下调基因的功能进行研究,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对部分下调基因进行验证。结果表明,短片段双链小RNA能够显著改变细胞的基因表达,而这些基因表达谱的变化是有规律的,特定功能的基因优先发生变化。在表达下调的基因中,某些特定类型的基因变化非常显著,包括氨基酸代谢相关基因、Hedgehog信号途径基因和多巴胺受体D5基因等。这些结果表明,在使用siRNA时需要考虑其序列非依赖性地基因表达调控作用。     

单细胞转录组高通量测序分析新进展

细胞异质性是生物组织的普遍特征。常规转录组测序(RNA-Seq)技术需要上万个细胞,所测结果实际上是一群细胞基因表达的平均值,所以难以鉴别细胞之间基因表达的异质性。单细胞RNA-Seq技术的分辨率精确至单个细胞,为辨别异质性群体中各种细胞类型的转录组特征提供了有力的工具。近年来单细胞RNA-Seq技术发展迅速,在方法学上包括cDNA扩增方法的多样化、对灵敏度和技术噪声的定量分析、浅覆盖高通量单细胞RNA-Seq方法和原位RNA-Seq技术等;在技术应用方面应用范围从早期胚胎发育扩大到组织器官发育、免疫和肿瘤等多个领域。文章对单细胞RNA-Seq在方法学和技术应用两方面的研究进展进行了详细阐述。     

基因表达系列分析法(SAGE)的改进及其在植物功能基因组研究中的应用

基因表达系列分析方法(SAGE)是一种新的基因表达分析方法,与基因芯片技术一样具有高通量的特点,可测定特定组织的基因表达水平,在全基因组水平上同时定量检测数万个基因表达模式;可在未知目的基因的前提下,分析来自一个细胞的全部转录本信息;对已知或未知基因表达进行定性和定量分析.目前,虽然在疾病、发育、细胞凋亡、药物筛选等多个领域已有利用SAGE方法进行的研究,但该方法在植物功能基因组研究中的应用相对较少.本文主要综述了该方法在RNA用量、PCR循环次数、SAGE效能和可靠性、标签长度和未知标签分析等方面的改进及其在植物中构建SAGE文库、筛选新基因、基因表达图谱分析等方面的应用,从而为其在植物功能基因组研究中的进一步应用提供理论参考.     

基因表达系列分析技术在真菌功能基因组学中的应用

基因表达系列分析( SAGE)是一种在mRNA水平上高通量、快速、灵敏分析细胞或组织基因表达信息,并在基因组学研究中广泛应用的技术.该技术不仅能够全面地分析特定组织或细胞表达的基因,比较不同时空条件下基因表达的差异,还可以在全基因组范围内获得基因的表达谱,从而发现新基因.综述基因表达系列分析技术在材料用量、标签长度、技术流程和标签测序等方面的研究进展及该技术在病原真菌、工业真菌和食用真菌功能基因组学中的应用.     

猪耳成纤维细胞转录组异质性及对核移植胚胎发育的潜在影响

同一来源的供体细胞之间存在异质性。许多研究已经表明体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)效率与供体细胞有关。然而,鲜有在单细胞水平分析供体细胞异质性对核移植效率的潜在影响。本研究利用单细胞转录组测序技术对同一来源且随机挑选的52个猪耳组织成纤维细胞进行测序分析。结果表明有48个单细胞的基因表达模式相似,4个单细胞(编号为D11_1、D12_1、DW61_2和DW99_2)的基因表达模式与其他单细胞存在较大的差异,并且不存在基因表达模式完全相同的两个单细胞。以基因表达模式相似的48个单细胞作为对照,进一步分析了单细胞D11_1、D12_1、DW61_2和DW99_2的差异基因表达模式:首先利用R语言筛选4个单细胞的差异表达基因,并对前50差异表达基因进行汇总;然后对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG通路分析。富集分析发现差异表达基因的主要分子功能包括能量代谢、蛋白质代谢和细胞对刺激的反应等;主要通路包括KEGG中富集的与细胞周期、细胞代谢、DNA复制相关的通路。根据以上研究结果并结合SCNT研究进展讨论了4个单细胞的差异基因表达模式对核移植胚胎发育效率的潜在影响。本研究揭示了猪耳组织成纤维细胞的转录组异质性,并提供了分析精英供体细胞的一种有效方法,为提高克隆效率带来新的思路。     

高通量测序技术在可选择性多聚腺苷酸化研究中的应用

可选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)在基因表达调控中起着重要的作用。位于最后一个外显子的APA可以产生具有不同3'UTR长度的mRNA异构体,在细胞中可影响信使RNA(messager RNA,mRNA)的稳定性、翻译效率、转运及亚细胞定位等。随着第二代高通量测序技术的发展,研究人员近年来发展了许多高通量测序文库制备方法,对全基因组APA进行测序和分析。综述了当前研究全基因组水平APA的技术,并且总结了APA与一系列关键生物现象的关系,包括免疫应答、神经反应、胚胎发育和肿瘤发生等。随着APA研究的深入,APA越发成为新的基因转录与翻译调控的研究热点。     

单细胞RNA测序技术在病毒研究中的应用

单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术已经成为不同领域中研究细胞异质性的有效工具。在病毒研究领域中,利用该技术分析病毒和细胞的转录组,可以在单细胞水平上检测病毒感染的动态变化,了解病毒与细胞间复杂的相互作用。本文简述了scRNA-seq技术,着重介绍病毒感染宿主细胞后scRNA-seq研究的最新进展,同时也描述了细胞周期、基因表达、细胞状态等细胞异质性对病毒感染过程的影响,以及病毒变异对其本身感染过程的影响。此外,本文还分析了scRNA-seq在研究病毒–宿主互作动态变化方面具有的独特优势,及其在病毒研究领域中广阔的应用前景,为揭示病毒的感染与致病机制、抗病毒靶标的开发等提供参考。     

筛选差异表达基因和蛋白质的方法进展

分离和鉴定差异表达基因和蛋白质不仅有助于发现基因和蛋白质的功能,更有助于揭示某些疾病的发生机理.目前筛选差异表达基因的方法主要有差异显示PCR方法(differential display RT-PCR,DDRT-PCR)、消减杂交法(subtractive hybridization,SH)、基因芯片技术(DNA chip technique)和基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)等,其中消减杂交法中又先后建立了代表性差异分析技术(representational difference analysis,RDA)、抑制消减杂交法(suppression subtractive hybridization,SSH)和获得全长基因的消减杂交法(full-length-gene-obtainable subtractive hybridization).筛选差异表达蛋白质的方法主要有双向电泳技术(two-dimentional gel electrophoresis)和噬菌体全套抗体库技术(phage display antibody repertoire library technique).这些方法各有特点,各有利弊,研究者可根据自己的需要选择适合于自己的方法.     

筛选差别表达基因的方法及其应用新进展

筛选差别表达基因是进行生物个体生长、发育调控和病理等研究工作的关键步骤之一,对基因组学、蛋白质组学以及更深层次的生命科学研究都具有重要意义。目前,筛选差别表达基因常用的方法主要有DDRT-PCR、SSH、SAGE和基因芯片等方法。本文就这些方法最新的应用进展进行了综述,并重点介绍了近年问世的Megaclone、Megasort和MPSS等新方法。     

Identification of ESTs differentially expressed in green and albino mutant bamboo (Bambusa edulis) by suppressive subtractive hybridization (SSH) and microarray analysis

To gain a better understanding of gene expression in bamboo (Bambusa edulis Murno), we have used a combination of suppressive subtractive hybridization (SSH), microarray hybridization analysis, sequencing, and bioinformatics to identify bamboo genes differentially expressed in a bamboo albino mutant. Ten expressed sequence tags (ESTs) were found to be differentially expressed; these were isolated and sequenced. RT-PCR analysis of these ESTs supported the results of the microarray analysis. Six ESTs that were nucleus-encoded exhibited differential expression patterns in the green wild-type bamboo relative to the albino mutant. These genes (exception being the Rubisco small subunit) were non-photosynthesis-related genes. The development of a specific SSH cDNA library in which most of the chloroplast-encoded or photosynthesis-related genes had been subtracted proved to be useful for studying the function of non-photosynthesis-related genes in the albino bamboo mutants with aberrant chloroplast genome. The combined use of this SSH library with microarray analysis will provide a powerful analytical tool for future studies of the bamboo genome.     

差异显示技术及其研究进展

差异显示技术是分离差异表达基因的重要方法与手段,同其它研究基因差异表达的方法如RDA,SSH,SAGE相比,差异显示技术是其中使用频率较高的方法。该技术自1992年创立以来,经过各国研究者不断完善与改进,现已大大克服以往诸多不足,扩大了应用领域。本文就差异显示技术的原理及主要优缺点作以简要概述,并着重就引物设计、降低假阳性、鉴定差异表达基因及差异显示技术的衍生技术这4个方面的研究进展作以详尽介绍。