基因芯片技术在甘蔗研究中的应用进展

基因芯片技术是新生代的生物技术,具有大规模平行处理生命信息的能力.基因芯片具有高通量、并行性、微型化与自动化的特点,因此成为探究功能基因组学最有效的方法之一,已引起全世界广泛的关注和重视,在许多领域得到了广泛的应用.甘蔗是世界上急需研发的重要能源作物,基因芯片对甘蔗研究有重要的意义.本文简介了基因芯片技术的原理和制备过程,并着重阐述了在甘蔗抗旱、抗病、基因表达和miR-NA鉴定方面的应用进展.     

口腔白斑组织癌变标志性基因筛查

口腔黏膜白斑病（oral leukoplakia,OLK）是最常见的口腔粘膜的癌前病变．OLK恶性转化率高达43%,因此加强其风险调查和监测对于该病的预防和治疗具有重要意义．本研究采用美国SuperArray公司的肿瘤基因芯片（OHS-802）检测口腔正常组织、OLK组织和口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC)组织的肿瘤相关基因表达差异,旨在筛查与口腔黏膜白斑病发生和癌变相关的表达阳性基因,为探究OLK的发生及癌变机制奠定基础．将“正常组织→OLK组织→OSCC组织”连续递增2倍以上或递减2倍以上的基因确定为OLK组织癌变的标志性基因．SuperArray基因芯片、RT-PCR法和实时定量PCR结果显示,仅有3个基因（ACP-2、BCL-2、SOCS-3）表达水平连续下调2倍以上,有6个基因（CLK-3、CTNNB-1、FKBP-8、GDF-15、NF-1、XRCC-1）表达连续上调2倍以上．进一步经RT-PCR和实时定量PCR验证,其结果与SuperArray结果一致．本研究结果提示,ACP-2等9个基因可能是口腔正常黏膜组织经OLK转变为癌组织的驱动基因,可作为OLK组织、OSCC组织和口腔正常黏膜组织诊断的分子标志．     

西花蓟马检测鉴定技术研究进展

西花蓟马是一种世界性的入侵害虫,2003年首次在北京发现,目前仅在我国局部地区发生。其危害严重,潜在适生区广,且具有进一步扩散蔓延的趋势。快速准确的检测鉴定技术是防止其进一步扩散蔓延,保障我国农业生产健康发展的必要前提。综合相关报道,用于西花蓟马的检测鉴定技术包括传统的形态学特征鉴定法、由此衍生的计算机软件识别法,以及分子检测技术,如RAPD-PCR法、DNA序列分析法、PCR-RFLP法、SCAR分子标记技术、实时荧光定量PCR检测技术以及蛋白质分析技术等。其中,基因芯片和DNA条形编码技术作为新兴的物种鉴定手段,在西花蓟马等入侵物种的检测鉴定中具有广阔的应用前景。     

转基因植物核酸成分检测技术研究进展

首先对转基因核酸成分检测的靶序列特征进行了阐述,对转基因植物核酸成分的定性、定量检测技术研究进展进行了综述,包括基于PCR的检测技术、基于等温核酸扩增的检测技术、基因芯片检测技术、基于高通量测序和新型转基因核酸检测技术(如生物传感器技术、毛细管电泳技术和纳米刻度技术等),重点介绍了各种检测技术的原理、特点、研究现状和发展动态,并对各种方法的优缺点进行了比较。     

力生长因子E肽对成骨细胞增殖及基因表达的影响

为了探索力生长因子羧基端E结构域的后24个氨基酸组成的短肽(MGF-Ct24E)对成骨细胞生物学活性的影响,通过组织块培养法获得大鼠原代成骨细胞,采用MTT法和流式细胞仪检测细胞的增殖及细胞周期分布情况,基因芯片技术检测细胞基因表达谱,并用定量PCR实验验证芯片检测结果。结果显示MGF-Ct24E组的细胞增殖活性明显高于对照组,且在培养第一天促增殖效果最为显著。细胞周期结果显示MGF-Ct24E显著提高了S期和G2/M期的细胞所占比例。基因芯片检测发现差异表达基因共1397个,其中上调922,下调475,且差异表达的基因主要是关于细胞的增殖分化调节,生长因子结合和活性调节等方面。MGF-Ct24E对成骨细胞的这种增殖分化调控提示MGF-Ct24E在促进骨修复方面有着潜在的应用价值。     

基于生物信息学技术筛选影响胶质母细胞瘤化疗敏感性 相关基因的研究

目的:应用生物信息学技术筛选影响胶质母细胞瘤(GBM)化疗敏感性的相关基因。方法:对2批胶质瘤患者BIOSTAR基因芯片进行分析。通过随访完善临床资料,筛选芯片中胶质母细胞瘤患者生存期长、短两组间的差异基因,明确差异基因参与的功能和通路,并构建与烷化剂相关基因的信号传导网络,结合芯片数据、患者预后和信号传导网络,筛选GBM化疗敏感性的相关基因。结果:两组芯片中间差异基因有503条。2批芯片的差异基因主要参与62项基因功能,主要参与31条信号传导通路。通过对差异基因功能、通路,烷化剂信号转导网络的分析,得到影响胶质母细胞瘤化疗敏感性的核心的差异基因IFNGR2、IL8、ITGA5、TNFRSF1B。结论:通过严谨的实验设计和科学的统计学判别,结合患者完整的生存资料,本研究成功地应用生物信息学技术对基因芯片的大量数据进行挖掘和分析,并筛选出了可能影响GBM患者预后和化疗药物敏感性的基因,为进一步功能实验和患者个体化治疗奠定了基础。     

siRNA介导的PRR11表达抑制导致肺癌细胞系基因表达谱变化的分析

Proline rich 11(PRR11)是本课题组鉴定的一个新的肿瘤相关基因。为研究PRR11介导肺癌发生发展相关的分子机制,本研究分析了PRR11表达被抑制后人肺癌细胞系H1299的全基因组基因表达谱的变化。首先,采用siRNA抑制H1299细胞中PRR11的表达,提取总RNA,采用基因芯片分析全基因组基因表达谱的变化。然后,对呈现差异表达的基因进行GO和Pathway富集分析,并对部分重要的候选基因进行定量RT-PCR验证。基因芯片结果表明,采用siRNA有效抑制H1299细胞中PRR11表达后,共有550个基因的mRNA水平出现明显变化,其中139个基因表达上调,411个基因表达下调。生物信息学分析结果表明,上述差异表达的基因显著富集于细胞周期和MAPK通路。定量RT-PCR验证分析结果表明,PRR11表达抑制后确实可导致多个与细胞周期和肿瘤发生发展密切相关的基因(包括DHRS2、EPB41L3、CCNA1、MAP4K4、RRM1、NFIB)呈现显著的表达变化。这些结果提示,PRR11可能通过上述通路和/或基因的表达变化参与肺癌的发生发展过程。     

氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌PAO1基因表达的诱导调节

研究氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱的系统影响,对急性毒力基因表达的调节。用全基因组DNA芯片分析技术比较菌株暴露前后基因表达谱差异;RT-PCR方法验证部分差异表达基因;用分光光度法在细胞水平验证弹性蛋白酶含量;小鼠染毒法观察暴露组细菌毒力在整体动物水平的变化。基因表达谱分析结果表明,铜绿假单胞菌暴露12 h差异表达基因达243个、72 h差异表达基因为1 168个。72 h差异表达基因中与细菌应激响应、蛋白折叠、转录调节、菌毛和鞭毛合成、毒力因子调节与合成、细菌外膜蛋白和抗原合成的基因大量上调;部分基因的RT-PCR验证结果与芯片结果一致;细胞水平验证结果显示暴露72 h细菌毒力表型增强。因此,氦氧饱和高气压暴露对铜绿假单胞菌基因表达谱有明显影响,对急性侵袭性感染毒力因子基因表达水平有正向诱导调节作用。     

肿瘤相关生物学通路的发现和建模

肿瘤是一种严重影响人类健康和生命的复杂疾病。某些生物学通路在肿瘤的发生、发展和转移的过程中发挥了关键作用,如何发现和研究肿瘤相关通路是人们面临的一大挑战。随着以基因芯片数据为代表的海量实验数据的产出,很多研究小组提出了一系列算法和模型通过整合和分析实验数据,鉴定和模拟肿瘤相关的生物学通路,发现了很多重要的生物学结论。文章对这些研究工作进行了综述,给出了一些常用的算法、软件和数据库资源,并讨论了该领域存在的问题和以后的发展方向。     

基于生物信息学方法发现潜在药物靶标

药物靶点通常是在代谢或信号通路中与特定疾病或病理状态有关的关键分子.通过绑定到特定活动区域抑制这个关键分子进行药物设计.确定特定疾病有关的靶标分子是现代新药开发的基础.在药物靶标发现的过程中,生物信息学方法发挥了不可替代的重要的作用,尤其适用于大规模多组学数据的分析.目前,已涌现了许多与疾病相关的数据库资源,基于生物网络特征、多基因芯片、蛋白质组、代谢组数据等建立了多种生物信息学方法发现潜在的药物靶标,并预测靶标可药性和药物副作用.