微阵列计划(MICROARRAY PROJECT,μAP)

随着人类基因组 (测序 )计划 (HGP)的完成 ,探明人类全部基因的结构功能及其表达调控已成为后基因组 (功能基因组 )时代的主要目标 ,DNA微阵列 (又称基因芯片 )技术的出现为此提供了光辉的前景。美国国立卫生研究院 (NIH)不失时机地提出了微阵列计划 (MicroarrayProject) ,率先运用微阵列技术进行人类功能基因组的研究。目前介绍微阵列制作原理、杂交信号检测原理及微阵列技术应用的文献已有不少 ,但涉及微阵列技术的实验操作、阵列机和阅读机的结构和性能、阵列图像分析及软件和数据库的设计开发的文献较少。本文分五个部分介绍了微阵列计划的最新的主要成果 ,分别是 :微阵列计划简介、实验操作、阵列机和阅读机的结构和性能、图像分析及数据库设计和开发。     

微阵列计划（ＭＩＣＲＯＡＲＲＡＹ ＰＲＯＪＥＣＴ，μＡＰ）

随着人类基因组（测序）计划（ＨＧＰ）的完成，探明人类全部基因的结构功能及其表达调控已成为后基因组（功能基因组）时代的主要目标，ＤＮＡ微阵列（又称基因芯片）技术的出现为此提供了光辉的前景。美国国立卫生研究院（ＮＩＨ）不失时机地提出了微阵列计划（Ｍicroarray Project），率先运用微阵列技术进行人类功能基因组的研究。目前介绍微阵列制作原理、杂交信号检测原理及微阵列技术应用的文献已有不少，但涉及微阵列技术的实验操作、阵列机和阅读机的结构和性能、阵列图像分析及软件和数据库的设计开发的文献较少。本文分五个部分介绍了微阵列计划的最新的主要成果，分别是：微阵列计划简介、实验操作、阵列机和阅读机的结构和性能、图像分析及数据库设计和开发。     

基因芯片技术及其在肿瘤基因组学中的应用

基因芯片又称DNA微阵列,分为cDNA微阵列和寡聚核苷酸微阵列。DNA微阵列技术是探索基因组功能的一种强有力工具。扼要介绍基因芯片、表达谱芯片技术和原理,以及基因芯片技术在肿瘤基因组学中的应用。     

结构基因组学研究概述

随着蛋白质数据库、基因组序列数据库和自动化技术的迅速发展,结构基因组学作为新的预测蛋白质结构的技术显得越发重要。本文对结构基因组学的产生发展进行概述,分别介绍结构基因组技术的功能、实验流程、蛋白质功能的预测方法,并对该学科发展进行了展望。     

GEO(Gene Expression Omnibus ）:高通量基因表达数据库

 GEO(Gene Expression Omnibus)数据库包括高通量实验数据的广泛分类,有单通道和双通道以微阵列为基础的对mRNA丰度的测定;基因组DNA和蛋白质分子的实验数据;其中包括来自以非阵列为基础的高通量功能基因组学和蛋白质组学技术的数据也被存档,例如基因表达系列分析（serial analysis of gene expression,SAGE）和蛋白质鉴定技术.迄今为止,GEO数据库包含的数据含概10 000个杂交实验和来自30种不同生物体的SAGE库.本文概述了GEO数据库的查询和浏览,数据下载和格式,数据分析,贮存与更新,并着重分析GEO数据浏览器中控制词汇的使用,阐述了GEO数据库的数据挖掘以及GEO在分子生物学领域中的应用前景.GEO可由此公众网址直接登陆http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/geo/.     

安捷伦科技在微阵列试剂盒中增加人类基因组筛选功能

安捷伦科技日前在其人类ｃＤＮＡ微阵列试剂盒系列中推出第二个试剂盒。这一可以立即使用的试剂盒带有人类基因组筛选功能 ,为发现新药和诊断疾病的研究人员提供了一致的基因组信息。这些新推出的ｃＤＮＡ微阵列基于安捷伦业内领先的喷墨打印微阵列制造技术 ,包含 140 0 0多个扩增子 ,代表着Ｉｎｃｙｔｅ专有的ＨｕｍａｎＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ 1和 2克隆集合中的ｃＤＮＡ。通过新推出的安捷伦Ｈｕｍａｎ 2ｃＤＮＡ微阵列试剂盒 (Ｇ410 1Ａ)和以前的版本(Ｇ410 0Ａ) ,研究人员现在可以分析超过 2 5 0 0 0条人类基因序列的表达。新旧版本保持…     

cDNA微阵列在功能基因组学研究中的应用

cDNA微阵列是当前功能基因组学研究中的一种强有力的工具。由于微阵列能检测全基因组水平上的基因表达,它能帮助人们把研究对象作为一个整体进行研究。这正是以往孤立地研究特定基因的研究方式所不能比拟的。本文简要介绍了cDNA微阵列技术的发展渊源和大致的操作流程,侧重于原理和策略,突出了它与传统方法在思路上的不同之处,同时也分析了它目前的瓶颈和局限,最后,展望了其进一步发展的方向。     

植物功能基因组学的研究策略

植物基因组学是一门研究植物基因组内基因与遗传信息是如何有机结合并如何决定其功能的一门科学。随着植物基因组计划的顺利进行 ,植物基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学。近年来 ,多采用高通量 (highthroughput,HTP)序列分析技术、大规模实验技术及计算机统计分析技术研究植物基因组功能。概述了植物功能基因组学的最新进展。     

cDNA微阵列在功能基因组学研究中的应用

cDNA微阵列是当前功能基因组学研究中的一种强有力的工具。由于微阵列能检测全基因组水平上的基因表达,它能帮助人们把研究对象作为一个整体进行研究。这正是以往孤立地研究特定基因的研究方式所不能比拟的。本文简要介绍了cDNA微阵列技术的发展渊源和大致的操作流程,侧重于原理和策略,突出了它与传统方法在思路上的不同之处,同时也分析了它目前的瓶颈和局限。最后,展望了其进一步发展的方向。     

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。     

DNA微阵列在结核分枝杆菌研究中的应用

高密度DNA微阵列技术可以通过一次杂交获得大量的基因组信息,广泛用于基因组结构和基因表达谱分析。本文简介DNA微阵列技术在结核分枝杆菌的功能基因组学,致病机理以及耐药机制,诊断等方面的应用。     

大肠杆菌基因无痕敲除技术及策略

基因敲除技术是大肠杆菌基因组减小和代谢途径改造的有效手段,其中基于同源重组原理的基因无痕敲除技术显现出其他技术所不具备的应用优势和发展潜力。该技术可以快速敲除大肠杆菌基因组中的目标基因,并且在基因组中不残留任何外源片段,所以不会干扰后续的基因操作。我们分类介绍了无痕敲除技术中所涉及载体的结构、功能及其相应的敲除策略,着重介绍了无痕敲除技术的原理及载体构建方法。     

基因结构变异检测方法综述

在人类基因组中结构变异(SVs),拷贝数变化(CNVs),单核苷酸多态性(SNP)是非常普遍的,而且和人类健康与疾病密切相关,因此检测这些结构变异对于人类生命健康非常重要。基于第二代基因测序平台,目前已经有很多结构变异检测算法,这些算法主要分为五大类:微阵列方法、读对方法、读深方法、分裂读取方法、序列组装方法。本文系统地阐述了这五类方法的基本原理、优缺点以及使用范围,并简要介绍了每一种方法的经典检测算法及应用范围、检测性能等,并对未来检测算法的研究提出了展望。     

基因鉴定集成法:全基因组基因表达研究的新策略

人类基因组包含的核苷酸数目庞大,基因鉴定（识别）的技术策略是基因克隆研究至为重要的基础。在全基因组基因表达分析策略方面,已相继建立了ｍＲＮＡ差异显示、代表性差异分析、抑制性消减杂交、基因表达系列分析和ｃＤＮＡ微阵列等技术。基因鉴定集成法是新近在综合上述技术的优缺点的基础上建立的全基因组分析新策略,具有充分利用生物基因信息数据库进行基因鉴定（识别）,并能提高稀有拷贝基因鉴定效率的优点。本文简要介绍其     

蛋白质与抗体微阵列及其在生物医学研究中的应用

随着人类基因组测序的顺利完成及其他相关领域如机械制造、微电子加工技术及生物信息学方面所取得的进展,以蛋白质为研究对象的蛋白质组学愈显重要,高通量的蛋白质与抗体阵列芯片分析技术正日益为人们关注.对蛋白质分析策略及以阵列为基础的蛋白质芯片分析原理、相关的制备方法与检测技术及其在生物学研究、医学与实验诊断应用方面进行了阐述,并对现阶段该技术存在的不足与发展前景进行了讨论.     

ENCODE计划和功能基因组研究

人类基因组计划完成以来,科学家们一直在努力阐释基因组信息所代表的生物学意义。自2003年开始,美国国家人类基因组研究所(National Human Genome Research Institute,NHGRI)投资近3亿美元启动"DNA元件百科全书(Encyclopedia of DNA Elements,ENCODE)"计划,集结了来自美国、中国、英国、日本、西班牙和新加坡等国家的32个实验室的440余名科学家,共同鉴定并分析人类基因组中所有的功能调控元件。高通量测序技术等实验手段的发展和生物信息学技术的不断完善使得ENCODE计划取得了丰硕的成果:确定了甲基化和组蛋白修饰等表观修饰区域及其对染色质结构的作用,进而确定染色质结构的改变影响基因表达;确定了转录因子及其结合位点的信息,并构建了转录因子调控网络;进一步修订更新了假基因和非编码RNA数据库;并确定了调控序列的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)并与疾病相关联。这些发现一方面有助于系统解析基因和基因组信息、调控元件的调控作用以及非编码区转录调控等分子机制;同时也将为转化医学等生命科学研究领域提供丰富的数据来源。文章综述了高通量测序技术等实验手段的发展和生物信息学技术的不断完善对ENCODE计划的贡献、表观遗传学研究与ENCODE计划的关联性、ENCODE计划的主要科学成果等,同时展望了ENCODE计划对基础医学、临床医学和转化医学等生命科学研究领域的巨大推动作用。     

KEGG数据库在生物合成研究中的应用

KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)提供了一个操作平台,即以基因组信息(GENES)和化学物质信息(LIGAND)为构建模块,通过代谢网络(PATHWAY)将基因组和生物系统联系起来,然后根据功能等级进行归纳分类(BRITE)。KEGG还为各种组学研究提供相关软件,用于代谢途径重建、遗传分析和化合物比对。作为一个综合数据库,KEGG不仅指导生物燃料、药物和新材料等生物基化学品的合成,而且致力于研究日趋严重的环境问题。系统介绍了KEGG数据库的结构、功能及其相关工具的最新进展,并展望在生物合成中的应用前景。     

DNA微阵列技术在阿尔茨海默病及其防治药物研究中的应用

在生物技术飞速发展的今天,DNA微阵列已成为功能基因组时代大规模、高通量乃至全基因组表达和功能研究的有力工具。阿尔茨海默病,因其发病机制复杂,迄今尚无定论,因此在临床上也缺乏有效的防治药物。简要综述DNA微阵列技术应用于阿尔茨海默病发病机制、早期诊断及防治药物等方面的研究进展。     

水稻功能基因组学研究

水稻是迄今为止第一个被测序的农作物。随着水稻基因组测序计划的完成,以功能基因组学研究为标志的后基因组时代已经到来。综述了水稻功能基因组学的工作进展与方法,主要包括:表达序列标签(EST)c、DNA微阵列和DNA芯片、蛋白质组学、生物信息学和反向遗传学等新方法。