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。     

DNA甲基化微阵列

DNA甲基化微阵列是近年发展起来的高通量分析基因组水平DNA甲基化状态和模式的新型技术,已成为肿瘤表观遗传学组研究的重要工具之一。利用DNA甲基化微阵列研究某种疾病状态下异常甲基化的基因有利于进一步明确该疾病的表观遗传学异常机制,发现与之相关的表观遗传学标志物。现有的DNA甲基化微阵列主要包括CpG岛微阵列和甲基化寡聚核苷探针微阵列,根据已有的文献资料,较为详细地阐述了上述技术的原理、特点和适用范围,对于研究者根据自己的研究目的选择适当的DNA甲基化微阵列技术具有一定的指导价值。     

分析植物应答环境因子的一种有效平台--DNA微阵列

随着植物基因组测序工程的迅速发展,大量的DNA序列不断地快速对外公布。如何把这庞大的核苷酸序列信息与植物的生命活动有机地联系起来?高通量的DNA微阵列技术是连接植物基因组序列信息和植物功能基因组的桥梁;而且,这一技术在分析基因表达谱和基因的功能上已经得到了应用。通过简要叙述DNA微阵列技术的几个特点,着重分析近几年来该技术在研究植物对环境胁迫的响应机制以及环境信号间相互作用方面的应用。     

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。     

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（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。     

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。     

一种基于寡核苷酸微阵列芯片的多重可扩增探针杂交技术

多重可扩增探针杂交技术(multiplex amplifiable probe hybridization,MAPH)是近年来发展起来的一种用于基因组中DNA拷贝数检测的新技术。并发展了一种基于寡核苷酸微阵列芯片的MAPH技术。该方法根据所检测的DNA序列,制备若干具有通用引物的FCR产物作为可扩增探针组,与固定在尼龙膜上待测的基因组DNA杂交。用磁珠回收特异性杂交的探针,经生物素标记的通用引物扩增后,与相应的寡核苷酸微阵列芯片杂交。该特异性的寡核苷酸微阵列芯片包括10个抗肌营养不良基因的外显子探针和阴性、阳性探针。杂交清冼后,链霉亲和素-Cy3染色用芯片扫描仪得到杂交的荧光图像。分析荧光信号的强度差异给出特定基因片段拷贝数的变化。该方法用微阵列技术代替MAPH中的电泳检测技术,可大幅度增加检测的通量。选择了一个正常男性、一个正常女性和一个肌营养不良症患者的基因组DNA来进行验证。结果表明,该方法能够同时给出抗肌营养不良基因多个外显子中的基因片段拷贝数差异信息。     

DNA微阵列技术及其在肿瘤生物学中的应用

人类基因组测序工作的完成使人们可以方便地调用任何基因序列,但仅有基因序列并不能解释众多的生物学问题,这要求发展一种高通量的技术用于研究基因的生物学功能以及基因的相互作用。DNA微阵列技术以其高通量的特点,已经在肿瘤生物学的研究中逐渐被采用。由于癌症是源于基因表达谱改变的基因疾病,通过DNA微阵列技术研究癌症细胞和对应的正常细胞的基因表达差异,将会使人们更好地了解肿瘤的形成和发展过程。     

基因组差异甲基化片段筛选技术

分离和鉴定细胞之间的差异甲基化片段,不仅有助于了解基因的功能、分离疾病相关基因,而且可以发现与细胞分化或病变相关的甲基化标记。目前筛选差异甲基化DNA片段的方法主要有：甲基化敏感的限制性界标基因组扫描、甲基化敏感的代表性差异分析、甲基化敏感的限制性指纹技术、甲基化CpG岛扩增．代表性差异分析、微阵列技术等。其中微阵列法又先后建立有CpG岛微阵列、寡核苷酸微阵列和表达CpG岛序列标签微阵列。这些方法各有特点和适用范围,应根据具体研究目的和工作条件进行恰当的选择。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism