基于cDNA测序与杂交的大规模基因组分析方法

随着人类及其他多种模式生物基因组计划所取得的重大进展 ,目前 ,基因组研究正处于一个从“序列基因组”研究向“功能基因组”研究的重大转折时期。诚然 ,通过“序列基因组”研究可以了解到大量的有关组成基因组所有核苷酸排列顺序的信息 ,但是 ,我们对由这些核苷酸所组成的基因的功能及这些基因的时空表达顺序却知之甚少。比如 ,通过人类基因组计划可以知道组成人类基因组的大约 3 0亿个核苷酸在染色体上是如何排列的 ,而由这些核苷酸可构成哪些基因 ?这些基因具有何种功能 ?这些基因在不同的组织、不同的发育阶段又是如何表达的 ?这正是“…     

人促红细胞生成素基因组基因和cDNA的克隆及其在COS－7细胞中的表达

利用ＰＣＲ技术,从正常人胎肝染色体ＤＮＡ中克隆到长度为１５７２ｂｐ的人促红细胞生成素（ＥＰＯ）基因组基因片段,它包含除第一个外显子和第一个内含子外所有外显子及内含子。再人工合成１３ｂｐ外显子１的编码区,并与１５７２ｂｐ片段拼接,从而得到除第一个内含子的人促红细胞生成素基因组基因。将克隆得到的ＥＰＯ基因插入载体ｐＳＶ２－ｄｈｆｒ得到ｐＳＶ２－ＥＰＯ表达载体,转染ＣＯＳ－７细胞后获得高效表达。利用自行研制的小鼠抗人ＥＰＯ单抗及兔抗人ＥＰＯ多抗,对表达产物进行ＥＬＩＳＡ定量测定,细胞分泌ＥＰＯ量高达２５１±７Ｕ／ｍｌ．Ｋｒｙｓｔａｌ法测得体外生物活性２４１．５±６．５Ｕ／ｍｌ．用ＥＰＯ单抗免疫沉淀结合ＳＤＳ－ＰＡＧＥ对转染细胞的表达产物做了进一步鉴定,清晰地看到了ＥＰＯ条带。从高效表达ＥＰＯ的转染细胞中分离纯化ｍＲＮＡ,用ＲＴ－ＰＣＲ方法扩增并克隆到ＥＰＯ的ｃＤＮＡ,这为ＥＰＯ在其它系统中的表达及ＥＰＯ的功能与结构的研究打下了基础。     

RNAi 在植物功能基因组中的应用

植物生物学后基因组时代的主要目标就是确定植物基因组中所有基因所具有的功能。解决这个问题的一个最直接的方法就是还原或者敲除某个在正常条件下其功能能表达出一定的可观察到的表型的特殊基因。对于这方面的研究,插入突变技术就是一个可用的工具,但是基因的随机性,致死敲除,无标记的突变体都大大地限制了这种技术的利用。RNm技术可以克服以上那些难题。它已经被广泛地应用在线虫的功能基因组上,并且所获得的有效资源还被广泛地用于植物功能基因组的分析。     

人鼻咽与鼻咽癌及肺癌基因表达谱差异的研究

研究鼻咽癌、肺癌与正常鼻咽组织基因表达谱差异及筛选鼻咽癌相关基因,采用α- ³²P逆转录标记组织总RNA,将cDNA探针与有5 184个基因或表达序列标签EST(expression sequence tag)的高密度cDNA微阵列GF200杂交,软件分析表达谱差异.结果发现三者均呈低表达为主的表达谱,密度值在200以上的基因及EST在鼻咽癌有110个,肺癌134个而鼻咽组织有158个;5个EST在鼻咽高表达但鼻咽癌低表达,3个EST在鼻咽癌高表达但正常鼻咽低表达.结果表明鼻咽癌与正常鼻咽及肺癌组织存在差异表达基因,可能还有新基因在鼻咽癌发生中起作用;采用高密度cDNA微阵列是一种筛选差异表达基因的快速有效方法.     

基于功能基因组数据整合方法研究前列腺癌风险基因

目的:利用生物信息学方法,将高通量基因表达数据与单核酸多肽(SNP)基因型数据进行整合分析,研究并注释前列腺癌风险基因。方法:本文基于EST、SAGE、基因芯片三类功能基因组数据整合的方法研究前列腺癌风险基因。首先,通过三类数据寻找前列腺癌中异常表达和差异表达基因。利用全基因组关联分析得到前列腺癌相关基因的SNPs。定位所得到的前例腺癌差异表达基因与SNPs到染色体,获取与SNPs在同一区段的差异表达基因,并通过各种数据库注释所得基因。结果:通过数据整合分析,最终得到前列腺癌风险基因84个,其中20多个基因已被证实与前列腺癌极其相关。结论:整合前列腺癌高通量表达数据与SNP基因型数据,能够快速有效的获得前列腺癌显著相关基因。此方法可以推广于其它癌症的研究。     

鱼类特异的基因组复制

辐鳍鱼类是脊椎动物中种类最多、分布最广的类群,其基因组大小不等。过去的观点认为,在脊椎动物进化历程中曾发生了两次基因组复制。近期的系统基因组学研究资料进一步提出,在大约350百万年,辐鳍鱼还发生了第三次基因组复制,即鱼类特异的基因组复制(fish-specificgenomeduplication,FSGD),且发生的时间正处在“物种极度丰富”的硬骨鱼谱系(真骨总目)和“物种贫乏”的谱系(辐鳍鱼纲基部的类群)出现分歧的时间点,表明FSGD与硬骨鱼物种和生物多样性的增加有关。进一步开展鱼类比较基因组学和功能基因组学研究将进一步验证FSGD这一假说。     

鼻咽癌转移相关基因的比较基因组杂交和cDNA微阵列研究

为筛选在鼻咽癌转移中起重要作用的基因 ,应用比较基因组杂交 (CGH)和cDNA微阵列方法研究成瘤和转移能力不同的鼻咽癌细胞株 6 10B和 5 8F .CGH结果显示 ,2种细胞株在 5p、7q、8p、9q、11p、12q和 17p的一定区域存在差异性扩增 ,在 2q存在差异性缺失 ;cDNA微阵列显示 ,相对于非转移性 6 10B细胞株 ,高转移性 5 8F细胞表现一些基因表达的上调及下调 ,CGH和cDNA微阵列的结合是筛选转移相关基因较好方法     

基因组信息的整合与植物功能基因组学研究的策略

近年来,随着许多植物基因组测序和可利用序列的增加,相继建立了一些基于靶基因诱变的“反向”遗传学研究策略,如T—DNA诱变、基因敲除、基因沉默和超表达分析等。同时,DNA微阵列和基因芯片技术的发展使得快速、定量检测植物发育不同时期和不同组织器官的基因转录时空变化成为现实。作图技术的改进和来自不同物种基因组信息的整合也正在加速图谱克隆程序的简化和发展。因此,随着生物基因组测序工作日益增多,整合不同类群植物基因组的信息和资源,在植物功能基因组学研究中的重要性日趋显著。     

全基因组关联研究的深度分析策略

2005年至今,全基因组关联研究(Genome-wide association study,GWAS)发现了大量复杂疾病/性状相关变异。近来,科学家们关注的焦点又集中在了如何利用GWAS数据进行深入分析,期待发现更多复杂疾病/性状的易感基因。一些新的策略和方法已经被尝试应用到复杂疾病/性状GWAS的后续研究中,例如深入分析GWAS数据;鉴定新的复杂疾病/性状易感基因/位点;国际合作和Meta分析;易感区域精细定位及测序;多种疾病共同易感基因研究;以及基因型填补,基于通路的关联分析,基因-基因、基因-环境交互作用和上位研究等。这些策略和方法的应用弥补了经典GWAS的一些不足之处,进一步推动了人类对复杂疾病/性状遗传机制的认识。文章对上述研究的策略、方法以及所面临的问题和挑战进行了综述,为读者描绘了GWAS后期工作的一个简要框架。     

沙门氏菌泛耐药基因组特征分析

[目的]分析沙门氏菌的泛耐药基因组特征.[方法]以EnteroBase数据库中16365株沙门氏菌为对象,利用课题组自主研发的泛耐药基因组分析软件(PRAP),进行泛耐药基因组结构的鉴定,通过曼-惠特尼秩和检验和皮尔逊检验,来分析耐药基因与血清型、序列型(sequence type,ST)及分离株样本来源信息间的相关性...     

差异表达基因的分离策略

生命活动的各个进程伴随着不同基因的选择性开启和关闭。如何有效地分离克隆各种差异表达的基因,成为分子生物学研究的一个努力方向,大量差异基因分离策略因之问世。本文扼要介绍了近年来发展的几种主要分离策略,并详细介绍一种新的差异基因分离方法--抑制差减杂交。     

开放的差异基因表达技术研究进展

自 90年代早期发展以来 ,差异基因表达 (DGE)技术在许多领域得到了应用 .“开放”结构系统的DGE技术不需原始的生物学或序列信息 ,而且可应用于任何种群 .主要介绍 6项开放的DGE技术 :cDNA代表性差示分析 (cDNA RDA)、基因表达系统分析 (SAGE)、表达序列标签串联排列连接(TALEST) ,和早期的DGE技术差异显示 (DD)、随机引物聚合酶链反应 (AP PCR) ,以及一项受专利保护的技术———GeneCalling .通过几项重要的参数对这些技术进行了比较 ,认为DD虽然有其致命的弱点 ,但在目前仍然应用得非常广泛 .cDNA RDA能有效富增特异片段 ,扣除共有序列 ,如能和SAGE结合 ,将能进一步促进其发展 .TALEST和GeneCalling操作较简便 ,一次试验能获得大量的数据 ,但是分析这些数据比较麻烦 ,须借助另外的分析软件 .最后介绍了应用DGE技术取得的最新成果 .     

分析基因表达图式的新方法

随着基因组研究的深入进行,基因的分子生物学除了要寻找在生物学上重要的个别基因并研究其结构与功能外,更重要的应是了解整个基因组的功能活动,即细胞全部基因的表达图式.要解决如此复杂的问题就必须在研究方法上有所创新,基因表达系列分析法、cDNA微阵列分析法、DNA微芯片分析法等正是近几年发展起来的分析基因表达图式的新方法.     

全基因组基因表达频谱研究的新方法——SAGE和IPGI

SAGE和IPGI是新近发展起来的用于全基因组基因表达频谱分析和寻找差异基因的新技术,可以同时反映正常或异常等不同功能状态下细胞整个基因组基因表达的全貌,特别是对低丰度表达基因有较高的检测结果,因而具有重要的应用价值。本文简介SAGE和IPGI技术的基本原理、操作方法及其应用前景。     

微生物细胞工厂中多基因表达的控制策略

微生物代谢工程和合成生物学是当今微生物技术领域研究的热点,微生物的生长速度快、容易进行大规模培养;遗传背景清楚、遗传操作简便可靠等性质使其在与人类生活相关的多个领域中起到重要的作用。微生物细胞工厂是指人工设计的能够进行物质生产的微生物代谢体系。许多微生物细胞工厂的构建由于引入多个基因或整条代谢途径,而可能导致代谢失衡、部分代谢中间产物积累等问题,需要使用一定的调控策略加以控制。以下对涉及多个基因作用的微生物细胞工厂中所使用的调控策略,分为若干层次进行了总结和探讨,并对今后多基因控制策略的发展方向进行了预测与展望。     

Expressed sequence tags and their application for plant research

Expressed Sequence Tags (ESTs) are short, usually unedited sequences obtained by single-pass sequencing of cDNA clones from any cDNA library. Analyzing and comparing ESTs can provide information on gene expression, function and evolution. Large-scale EST sequencing has become an attractive alternative to plant genome sequencing. Currently, plant EST collections comprise over 3.8 million sequences from about 200 species. They have proved to be a valuable tool for gene discovery and plant metabolism analysis. Several plant-specific EST databases have been created which provide access to sequence data and bioinformatics-based tools for data mining. Searching EST collections allows pre-selection of genes for preparing cDNA arrays, targeted to bring maximum information on specialized processes, like stress response, symbiotic nitrogen fixation etc. Also, ESt-based molecular markers such as SNP, SSR, and indels are fast developing tools for breeders and researchers.     

动物转基因高效表达策略研究进展

外源基因在动物体内、细胞内表达时,常由于各种原因导致基因沉默。目前,主要有两种策略用于打破该瓶颈:一是利用友好位点;二是优化外源基因顺式作用元件。利用友好位点就是通过定点整合技术将外源基因插入至活性转录区域;优化外源基因顺式作用元件即采用合适的启动子、增强子、内含子、染色质开放元件、核基质附着区等元件,构建出高效表达载体。对相关策略进行概述,为动物基因工程育种提供参考。     

基因表达系列分析技术的新进展

作为新近建立的研究基因表达的有效工具 ,基因表达系列分析 (SAGE)技术能同时对大量的转录物进行定性和定量分析。它不仅可以显示低丰度的转录物 ,提供基因组表达的完整信息 ,而且可以通过不同状态下基因表达图谱的比较 ,深入了解基因表达的时空性和有序性 ,从而寻找和发现新基因。本文介绍了SAGE的工作原理和方法 ,并着重对其最新的应用与研究进展进行了综述。