临床科学中的重组DNA技术

只是在最近才出现重组DNA技术开始影响临床实践的惊人进展。现在,不仅能诊断那些已鉴定出突变序列的疾病,而且也能诊断分子缺陷尚不清楚的单基因疾病。在那些临床表型是由不至一个基因因子与环境因素相互作用引起的疾病如心脏病中,DNA重组技术也能从群体中鉴定出可能患有此病的个体来。     

PCR克隆新基因策略研究进展

自从PCR被开发及其基本反应条件被优化以来,这项技术已被应用于分子生物学研究的各个方面。其中应用最多的是从给定的有机体中扩增和克隆新基因：那些从事新基因的结构和功能分析研究的工作者必须获得第一手资料,也就是新基因的序列。而且快速方便地克隆这些新基因序列在很大程度上依赖于那些由PCR技术演变而来的方法。本文综述概括了建立在PCR基础上的方法在新基因分离克隆中的各种应用.     

基因敲除小鼠技术的研究进展

基因敲除小鼠技术的建立和发展使得人们为研究基因的功能和寻找新的治疗人类疾病的靶点提供了强有力的支持。基因打靶和基因捕获是两种通过胚胎干细胞(Embryonicstemcell,ESC)构建基因敲除小鼠的技术。基因打靶通过同源重组替换内源基因从而敲除目的基因,而基因捕获则有启动子捕获和polyA捕获两种方法对目的基因进行敲除。近年来,有许多新的基因敲除技术不断被开发出来,包括Cre/loxP系统、CRISP/Cas9系统以及最新的ZFN技术和TAILEN技术,都有望取代传统基因敲除手段。文中简要阐述了如今新出现的几种基因敲除小鼠技术。     

液相芯片技术在检测致病相关基因中应用进展

液相芯片是一种重要的高通量分子检测技术,能够快速对一个样本进行多重检测和分析。该文综述了近年来液相芯片检测人类和模式动物的致病基因的应用,发现该技术能够对遗传性疾病、心血管疾病等致病相关基因及其在组织中的表达进行了定量检测,为临床诊疗和致病机制的研究提供了有力的支撑;还能够筛查实验动物的相关致病基因,以期为深入研究疾病与致病基因之间的关系,以及疾病动物模型的构建提供参考。     

精神分裂症易感基因

精神分裂症是一类遗传倾向性较高的多基因疾病。近年来,随着遗传学和分子生物学为主的多学科研究技术的快速发展,不断有新的易感基因报道;一些重要易感基因的生物学功能及其在该疾病发病机制中的作用研究也取得了一定进展。     

多基因遗传病基因研究的策略和方法

基因在决定个体表型方面起着决定性的作用。虽然单基因疾病的致病基因的克隆工作取得了显著的进展,但对于多基因疾病来说,仍然存在许多问题,同时也是巨大的挑战。本文综述了多基因疾病的遗传特点和多基因疾病易感基因识别、分离和克隆的一般步骤和存在的问题,介绍了人类基因组计划在此过程中的作用和单核苷酸多态性的应用前景,提出 了最有可能克隆出多基因疾病易感基因的策略和方法。     

CRISPR/Cas9运输系统的研究进展及其在基因相关疾病方面的应用

CRISPR/Cas9系统是细菌体在长期进化过程中抵御病毒或噬菌体DNA的一种适应性免疫系统。尽管近年来的一些基因编辑技术,如锌指核酸酶、转录激活因子效应物核酸酶等已经给基因编辑带来了许多便利,但CRISPR/Cas9系统以其独特的优势,给基因编辑领域带来了革命性的变化。CRISPR/Cas9系统在生物研究、基因相关疾病的治疗、疾病的基因水平研究等多方面都有广泛的应用。综述近年来CRISPR/Cas9运输系统的研究进展及其在基因缺陷疾病方面取得的应用成果,分析慢病毒和腺相关病毒运载基因编辑元件的利弊,并探讨CRISPR/Cas9系统在基因编辑效率方面的影响因素及仍然存在的问题。     

基于CRISPR-Cas9的功能基因筛选研究进展

功能性基因的筛选是探索生物进程、研究疾病发生发展和诠释基因功能的重要方法,在生物、医药、新治疗靶点筛选及肿瘤耐药等方面有广泛的应用。CRISPR-Cas9(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences/CRISPR-associated protein 9)技术作为近期热门的基因编辑工具,能够高通量地对基因组进行精准修饰,为实现功能性基因的筛选提供了简便高效的技术支持。文中对CRISPR-cas9技术应用于功能性基因筛选的方法及研究进展进行了综述。     

基于基因表达谱的疾病亚型特征基因挖掘方法

在本研究中,提出了一种基于基因表达谱的疾病亚型特征基因挖掘方法,该方法基于过滤后基因表达谱,融合无监督聚类识别疾病亚型技术和提出的衡量特征基因对疾病亚型鉴别能力的模式质量测度,以嵌入的方式实现特征基因挖掘。最后将提出的方法应用于40例结肠癌组织与22例正常结肠组织中2000个基因的表达谱实验数据,结果显示:提出的方法是一种可行的疾病亚型特征基因挖掘方法,方法的优势在于可并行实现疾病亚型划分和特征基因识别。     

TCR基因重排在蕈样肉芽肿诊断中的应用

T细胞在成熟过程中通过T细胞表面受体基因重排,从而具有特异性识别抗原的能力,在这一过程中的任何失调都会导致疾病。蕈样肉芽肿是由于淋巴细胞的恶性增殖所导致的,病变组织表现出T细胞受体基因重排克隆性。通过Southern印迹分析技术和PCR技术来检测T细胞受体基因重排。T细胞受体基因重排的检测在蕈样肉芽肿的诊断的应用上有重要的参考价值。     

血脂异常遗传性疾病的研究现状

血脂异常(Dyslipidemia)是指血浆中胆固醇和(或)甘油三酯水平升高, 可导致严重的心血管疾病, 常以冠心病和脑中风为首发表现, 该类疾病严重危害着人们的健康。一些血脂异常疾病具有遗传性, 主要包括孟德尔遗传和多基因遗传。传统检测血脂异常相关基因的方法主要有DNA测序和连锁分析, 适合于孟德尔遗传性血脂异常疾病。最近几年兴起的新一代测序技术(Next-generation sequencing)不仅适用于孟德尔遗传性血脂异常疾病的研究, 同样适用于复杂性血脂异常疾病。2006年至今, 运用全基因组关联分析(Genome wide association study, GWAS)筛出许多与血脂异常疾病相关的基因, 这些基因和早期孟德尔遗传家系确定的基因多数相同。GWAS频谱分析发现, 复杂性疾病相关的基因变异频率存在差异, 并且几乎所有筛查出的与血脂异常疾病相关的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs)变异均位于非编码区, 使得人们逐渐对非编码区基因变异展开了研究。血脂异常致病基因的发现和基因变异致病机制的阐明, 为血脂异常疾病提供新的治疗靶点, 并为新一代药物筛选提供新思路。文章对血脂异常遗传性疾病的研究现状进行了综述。     

遗传工程技术公司基因拼接研究的几项重大成就和最新突破

近几年来,随着重组DNA技术或者叫基因拼接技术的发展,提出了许多新的方法来生产有治疗作用的人类蛋白质。这些方法都是基于将编码蛋白质的基因片段拼入细菌的正常DNA内,然后进行无性增殖,以微生物发酵法生产大量的人类蛋白质或其它有用物质。不仅如此,用基因拼接技术,还可对自然界中的天然药物进行鉴定,并将其中有明显用处的那些天然药物以更新更有效的基因拼接方法进行大量生产。     

基因编辑猴模型及其在基因治疗研究中的应用前景

基因编辑技术的开创性进展使得利用CRISPR技术建立猴模型并开展病变基因校正成为目前基因治疗研究领域的热点。非人灵长类与人类在进化关系上最为接近,在模型构建、疾病机制研究以及药物研发方面优势突出。随着基因修饰技术在非人灵长类上的逐步应用,目前已经构建出多种与临床患者病症高度吻合的疾病模型,为开展遗传疾病的基因治疗打下了坚实基础。然而,目前基因递送和基因修复系统面临巨大挑战,能否安全、高效、精确地修复致病基因是基因治疗临床转化的关键问题,现将综述基于猴模型开展基因治疗研究的前景及挑战。     

灵长类动物基因编辑技术研究进展

灵长类动物因与人类在遗传、生理和神经功能上的高度相似性而使其在生物医学研究领域中占有非常重要的地位。构建人类疾病的灵长类动物模型,是研究疾病发病机理和探索潜在治疗手段的重要途径,而通过基因编辑的方法获得灵长类动物模型是研究一些遗传性疾病最可靠的方法。灵长类动物基因编辑技术先后经历了传统的转基因和精准基因打靶两个时代。对近年来灵长类动物基因编辑研究进行综述,重点介绍最新的利用核酸酶技术进行精准基因编辑的研究进展。     

外显子组测序技术在人类疾病研究中的应用

外显子组测序是针对基因组中的蛋白质编码区,靶向富集外显子区域测序,以发现疾病相关遗传变异的技术。该技术近年越来越多地应用于发现人类基因组低频变异、鉴定单基因遗传病致病基因和肿瘤等复杂疾病易感基因研究,成为人类疾病相关变异研究的重要工具。综述了外显子组测序技术的基本原理及其在人类疾病相关基因研究中的应用。     

CRISPR/Cas系统递送技术及其应用研究进展

基于CRISPR/Cas的基因编辑系统是近年来研究发展最重要的生物技术之一,其在基因编辑、核酸成像、转录调控、基因检测与疾病诊断、动物模型建立、农作物改良等领域均有十分广泛的应用.本文主要介绍了CRISPR/Cas基因编辑技术的背景与发展历程,梳理了包括纳米载体在内的各类递送技术,总结了该技术应用于疾病治疗的临床前和临床研究进展,简述了CRISPR/Cas在其他更广泛领域的应用,并就该技术面临的挑战、发展趋势和应用前景做了展望.     

基于多层基因网络的关键基因识别算法

疾病关键基因可用于疾病诊断、预测和新药或新疗法有效性的评价,故识别与疾病紧密相关的关键基因十分重要。然而现在有些疾病样本数据较少,传统基于大样本的关键基因挖掘方法不适用于该类数据。本文针对含少量样本数据的疾病,首先利用单样本网络构建方法构建每个疾病样本的个体化基因网络,并通过建立基因间的层间联系构建多层基因网络。然后利用基于张量的多层网络中心性方法评估每层网络中基因间的相互作用以及层间影响,对基因进行重要性打分,识别疾病关键基因。最后将该方法应用到哮喘数据集上,并与经典算法进行比较,结果表明,利用该方法所识别的已获批准的药物靶标基因的排名较优;对所得到的新的潜在关键基因TP53、PUS10、MAP3K1等进行功能和通路富集分析,结果表明其与哮喘有紧密关联。     

复杂疾病驱使的融合SDA-SVM集成基因挖掘方法

提出了一种新颖的复杂疾病驱使的融合SDA-SVM(Stepwise Discriminant Analysis-Support Vector Machine,SDA-SVM)技术的集成基因挖掘方法。该集成方法融合逐步判别分析和支持向量机的优点,能够有效地进行复杂疾病相关基因的深度挖掘,使得挖掘出的基因能够较好地识别疾病类型和亚型。通过将该方法应用于一套弥散性大B细胞淋巴瘤DNA表达谱数据,并与其它基因挖掘方法对比,结果表明该方法挖掘出的基因具有较高的疾病相关性和较强的疾病类型识别能力。     

基因敲除小鼠在疾病研究中的应用

人类疾病动物模型在揭示人类疾病的发生机制或建立治疗方法中具有极重要的作用。然而,许多疾病难以用人工诱发的方法制造动物模型,还有许多疾病在实验动物身上不发生,而难以通过自发或人工定向培育的方法获得动物模型。基因敲除技术的出现,为人类精确地研究基因与疾病的直接关系提供了可能,而且可以在个体发生的每个阶段中进行遗传功能的分析。综述了基因敲除小鼠模型在几种疾病研究中的研究与应用及其发展前景。     

锌指核酸内切酶:基因操作的有力工具

针对动植物进行基因靶向操作的技术,是解析基因功能、研究疾病,以及农业经济生产中一个有用的工具。至今,基因靶向操作主要是通过在胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES cell)中进行同源重组或者是体细胞核转移的方法进行,但同源重组方法由于需要ES细胞而被限制在个别物种,而核转移方法存在核去分化、效率低、成本高的缺陷。近几年,一种基于锌指核酸内切酶(zinc-finger nuclease,ZFN)基因靶向修饰的新技术被应用于包括植物、果蝇、爪蟾、斑马鱼和大鼠等不同物种的基因操作。通过胚胎注射ZFN的质粒或是mRNA可以有效地定靶并迅速地在内源基因上引起可遗传的突变。ZFN介导基因靶向敲除的可行性,使得那些无法获得ES细胞和克隆技术支持的物种的基因靶向修饰成为可能。