脊髓损伤机制研究的生物信息学分析

用生物信息学方法筛选参与脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)发展过程的关键分子和通路,可为脊髓损伤发展机制的研究提供指导。从GEO数据库下载基因芯片数据,并将数据集中的样本分为脊髓损伤组(SCI组)和正常组(normal组)。应用R语言处理来自不同数据集样本间的批次效应,同时对基因芯片的表达数据进行标准化处理,并通过PCA分析监测标准化处理后数据的质量。应用R语言中的limma包分析标准化后的基因表达矩阵,以得到差异基因。将差异基因导入DAVID数据库进行GO (gene ontology)分析,并通过KEGG数据库进行通路分析。然后应用STRING数据库构建PPI网络,并通过Cytoscape中的cytoHubba插件分析得到10个hub基因。最后应用箱式图监测hub基因在不同样本中的表达,并用GeneCards数据库查询hub基因的功能。此外,为了补充差异基因筛选的不足,通过R语言对基因表达矩阵进行了GSEA (gene set enrichment analysis)分析。结果显示:TYROBP、ITGB2、PTPRC和FCER1G等基因在脊髓损伤发展过程中发挥重要的作用;细胞外基质的炎症反应、葡糖醛酸基转移酶活性的变化和星形胶质细胞的迁移等与脊髓损伤的发展机制关系密切; TNF信号通路、NF-κB信号通路和p53信号通路在脊髓损伤的发展机制中发挥重要的作用。这些关键的分子和通路在脊髓损伤中的作用值得我们进行更深入的探讨。     

分子生物学方法在食品微生物检测中的应用

近年来,食品安全受到广泛关注。及时、准确地检测出食品中的病原微生物是食品安全检测的重要内容,食品病原微生物的分子生物学检测技术因其特异性和灵敏性而备受瞩目。我们主要介绍了基因探针检测法、PCR检测法和基因芯片检测法的原理、开发及其在食品微生物检测中的应用。     

水稻长穗颈eui突变体长选3S最上节间基因差异表达研究

利用水稻全基因组芯片和半定量PCR对水稻长穗颈eui突变体长选3S与对照培矮64S最上节间快速伸长期的基因差异表达分析,在检测到的56 983芯片杂交点只发现527个差异表达转录本,其中上调表达的362个,下调表达的165个.生物信息分析发现,差异表达的转录本包括信号传导相关基因、膜及运输基因、细胞生长与凋亡相关基因、复制与修复相关基因、碳代谢相关基因,次生代谢物合成相关基因和其它功能未知基因.研究结果为了解水稻最上节间伸长机制提供了非常有用的信息.     

基因芯片技术检测3种食源性致病微生物方法的建立

建立一种运用多重PCR和基因芯片技术检测和鉴定志贺氏菌、沙门氏菌、大肠杆菌O157的方法, 为3种食源性致病菌的快速检测和鉴定提供了准确、快速、灵敏的方法。分别选取编码志贺氏菌侵袭性质粒抗原H基因(ipaH)、沙门氏菌肠毒素(stn)基因和致泻性大肠杆菌O157志贺样毒素(slt)基因设计引物和探针, 进行三重PCR扩增, 产物与含特异性探针的芯片杂交。对7种细菌共26株菌进行芯片检测, 仅3种菌得到阳性扩增结果, 证明此方法具有很高的特异性。3种致病菌基因组DNA和细菌纯培养物的检测灵敏度约为8 pg。对模拟食品样品进行直接检测, 结果与常规细菌学培养结果一致, 检测限为50 CFU/mL。结果表明：所建立的基因芯片检测方法特异性好, 灵敏度高, 为食源性致病菌的检测提供了理想手段, 有良好的应用前景。     

乳酸菌基因芯片应用研究进展

基因芯片技术是上世纪90年代兴起的一种对成百上千甚至上万个基因同时进行检测的新技术,具有高通量、并行化的特点,广泛应用于基因表达谱测定、基因功能预测、基因突变检测和多态性分析等方面。多种乳酸菌基因组全序列以及其大量EST、16S rDNA、16S-23S基因间区和功能基因序列测定的完成,有力地推动了基因芯片技术在乳酸菌研究中的应用。介绍了基因芯片的基本原理及乳酸菌基因芯片在基因表达、种属鉴定等研究中的应用进展,以期更好地利用和开发乳酸菌基因芯片。     

基因芯片整合方法在预报儿童急性髓性白血病亚型中的应用

对急性髓性白血病（AML）病人进行明确的亚型分类,有助于制定合适的治疗方案并预测其治疗效果。之前研究表明基因芯片技术在白血病亚型分类中已取得了较好效果,但由于儿童AML发病率较低,相应的芯片分析研究较少,因此目前用于构建儿童AML亚型分类模型的数据相对不足,是否可以应用现有的成人分类模型数据来对儿童AML进行预报还有待研究。应用基因芯片整合分析方法,对来自不同实验的研究成人或儿童AML亚型分类的基因芯片数据进行整合,应用支持向量机分析整合后数据集的亚型预报准确率。结果表明整合后的芯片数据在儿童AML亚型分类预报中的准确率达到97．24％,特征基因分析结果也说明在同一种AML亚型中,对于来自不同年龄组的样本,其特征基因有较高的表达相似性。     

不同海拔地区(南京和拉萨)种植的甘蓝型油菜的种子基因差异表达

分别在南京(海拔8.9 m)和拉萨(海拔3 658 m)2个不同海拔地区种植甘蓝型油菜(Brassica napus)高油品系H105, 该材料含油量在两地分别为(46.04±1.42)%和(53.09±1.35)%。利用拟南芥表达谱基因芯片检测两地种植的H105开花后30天种子基因的表达。以种植在南京的H105为对照, 差异表达分析结果显示有421个差异表达的基因, 其中229个基因表达下调, 192个基因表达上调。这些基因按功能可初步分为代谢相关、运输相关、结合相关、转录相关、结构相关、发育相关、信号转导相关、其它相关及功能未知基因等几大类别。一些与光合成、糖代谢以及脂肪酸合成相关的重要基因, 如叶绿素a-b结合蛋白基因家族、蔗糖合酶、丙酮酸激酶、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶、ATP-柠檬酸裂解酶、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、脂肪酸去饱和酶(FAD6和FAD7)基因等被鉴定为差异表达。研究结果初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为探讨油菜在不同海拔地区含油量差异的分子遗传机理提供了重要信息。     

胃癌中显著下调的miR-433的作用靶点研究

目的为了筛选胃癌中miRNAs的表达标记,验证胃癌相关miRNAs的作用靶点,建立一种新的诊断和治疗胃癌的方法。方法运用基因芯片技术检测3个正常胃组织标本,24个胃癌组织标本,胃癌细胞SGC7901和正常胃黏膜细胞GES-1中328个miRNAs的表达情况。用以上方法检测出在胃癌组织和SGC7901中,miR-433的表达水平显著下调。为了确保结果的准确性,采用实时荧光定量PCR对其进行验证。并用基因克隆和Western印迹方法分析miR-433的作用靶点。结果共有26个miRNAs在胃癌标本（包括24个胃癌组织和SGC7901）中异常表达。其中19个miRNAs下调,7个miRNAs上调。实时荧光定量PCR检测出miR-433在胃癌标本中的表达水平显著下调,该结果和基因芯片检测结果一致。另外,在本实验中发现miR-433与Grb2（growth factor receptor—bound protein 2）的表达呈负相关。结论胃癌相关miRNAs已进行了初步筛选。其中,miR-433可能是胃癌中的标记性miRNAs之一,Grb2是其作用靶点。这为建立新的以miRNAs为基础的诊断和治疗胃癌的方法提供了相关信息。     

糖尿病小鼠胚胎早期发育的差异表达基因

目的利用小鼠糖尿病模型,探讨母体糖尿病环境对早期胚胎基因表达的影响。方法ICR雌性小鼠腹腔注射150mg／kg剂量STZ诱发糖尿病,与正常雄鼠交配受孕,取14d胎龄的胚胎,提取胚胎的总RNA。将Cy3和Cy52种荧光分别标记到实验组和对照组的RNA上,制成RNA探针,并与包含24859个基因的表达谱芯片进行杂交及扫描,重复3次实验,采用Agilent扫描仪进行扫描软件读取数据。结果筛选出差异表达基因397个,其中有328个基因在实验组表达量比对照组大2倍,69个基因在实验组表达量比对照组小2倍。结论母体糖尿病环境能影响早期胎儿的基因表达,通过上调代谢相关基因和下调发育相关基因影响小鼠胚胎的早期发育。为深入探讨糖尿病胚胎病理和代谢疾病的分子机理提供了基本数据和研究的方向。     

应用基因表达芯片分析水稻高温胁迫相关基因

非生物逆境,如低温、高温、干旱通常会严重影响到农作物的生长及产量,其中高温胁迫则是造成植物伤害的主要原因之一.为深入了解水稻高温胁迫反应的分子机理,发现新的耐高温相关功能基因,为水稻生物工程育种提供候选材料,采用Affymetrix水稻表达芯片分析了超级稻两优培九母本培矮64S(Oryza sativa L.)在高温逆境胁迫下,孕穗期、抽穗开花期的叶片全基因组表达谱,得到大量高温诱导表达基因.应用实时定量PCR方法对其中一部分基因的表达水平进一步分析,所得结果与基因芯片结果基本吻合,证明芯片分析数据是可靠的,为下一步耐高温相关基因的克隆、功能分析等研究提供了基础.