基因芯片技术在病原细菌检测中的应用

基因芯片技术具有快速、高通量、平行化等优点,在病原细菌检测中有广泛的应用前景,选择细菌适宜的靶基因是芯片制备的关键之一。用细菌核糖体基因做靶基因的芯片技术,虽然应用广泛,但仍存在一些不足,随着基因组信息及基因功能的深入研究,包括毒力基因、耐药基因等具有较好种属特异性的细菌基因不断被发现,为芯片技术检测病原细菌提供了更多特异的靶基因,使检测结果更加灵敏、准确,在病原细菌研究中将发挥更大的作用。     

基因芯片技术探究肺炎克雷伯菌RcsB的转录谱

肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)是临床上重要的条件致病菌,主要引起肺炎、泌尿系统疾病、肝脓肿以及菌血症等临床疾病。Rcs B是磷酸信号转导系统中的核心调控子,有证据证明Rcs B可调控部分肠杆菌毒力的表达。本研究利用基因芯片技术筛选出Rcs B调控的靶基因并进行生物信息学分析,同时实时荧光定量PCR技术验证基因芯片结果。通过基因芯片技术共筛选出223个差异基因,其中表达下调基因有132个,表达上调基因有91个。q RT-PCR实验显示,挑选的8个基因的q RT-PCR结果均与芯片结果相符。223个差异基因的COG分析表明Rcs B调控的靶基因主要影响能量的产生和转换,碳、氨基酸的转运和代谢以及细胞壁、外膜的生成等细胞途径。GO富集分析表明Rcs B调控的靶基因主要参与碳水化合物衍生物代谢,酶的催化活性,膜合成等生理生化过程。本研究通过全基因组芯片技术对肺炎克雷伯菌Rcs B的转录谱进行了探究,明确了Rcs B调控的靶基因的相关功能及其调控机制,为通过探究Rcs B的靶基因来进一步深入了解Rcs磷酸信号转导系统对肺炎克雷伯菌毒力的影响奠定了基础。     

表达谱分析在恶性肿瘤防治研究中的应用

恶性肿瘤是威胁人类健康和生命的重要疾病之一,病因和发病机制等尚未明了.芯片技术和生物信息学是近年来发展起来的两门科学,其高通量的分析特点在肿瘤这种多基因病的研究方面显示了极大的优越性.利用基因芯片表达谱数据可获取肿瘤细胞生长各期与肿瘤生长相关基因的表达特征,了解癌症发生以及转移的机制,有利于早期发现、判断肿瘤的恶性程度和转移倾向,能够更好的指导临床治疗判断预后,在某些方面甚至提出了全新的概念.目前尚无统一的标准对表达谱芯片获得的海量教据进行分析.常用的分析方法包括差异基因表达分析、聚类分析和判别分析等,研究者根据各自研究的目的和需要不同选择不同的分析方法.在恶性肿瘤的防治方面,表达谱芯片技术主要应用在指导建立更特异和敏感的诊断技术、肿瘤恶性分级和转移机制、肿瘤新药的靶点发现等.随着生物信息学和表达谱芯片技术的不断发展完善,它们必将在恶性肿瘤的防治中发挥更大的作用.     

RNAi技术沉默HIF-1α基因表达的研究进展

缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是一种缺氧诱导的最关键的转录因子,参与细胞的生长、分化和凋亡的调节。在人类实体肿瘤中普遍存在HIF-1α的过表达,并与肿瘤的侵袭、转移、耐药及预后差有关。RNAi干扰技术可敲除目的基因,导致基因功能缺失性变化,已被广泛应用于生命科学研究的各个领域,包括HIF-1α基因功能的研究。各种不同的RNAi技术能有效的特异性地敲除HIF-1α基因的表达,在非肿瘤细胞和肿瘤细胞的HIF-1α基因功能的研究上均有很好的应用,成为研究HIF-1α基因功能的重要的方法之一。     

Twist对小鼠乳腺癌细胞基因表达谱的调控研究

摘要 Twist是一个bHLH（basic Helix-loop-Helix）类型的转录因子,近年来研究发现,Twist在乳腺癌中的表达显著升高,并能促进乳腺癌的转移。为了探索Twist促进乳腺癌转移的分子机制,本文采用RNA干扰技术在小鼠乳腺癌细胞株4T1中沉默Twist的表达,通过全基因组基因芯片技术检测了Twist沉默前后4T1细胞基因表达谱的差异性。体内实验结果证明Twist表达被沉默后4T1细胞的肺转移能力明显被抑制。芯片结果表明：表达差异显著的基因有167条,其中与肿瘤相关的基因有26条,包括15条上调基因和11条下调基因。这些基因中可能存在能被Twist调控并与肿瘤转移相关的基因,为以后研究Twist影响乳腺癌转移的分子机制提供了帮助。     

基因芯片技术在环境微生物群落研究中的应用

基因芯片技术作为一种快速、敏感、高通量的检测技术,近几年来在环境微生物群落研究中的应用越来越广泛并且得到充分的发展.它不仅可以研究环境微生物群落的微生物分布、种类、功能、动力学变化,还能分析环境污染等环境因素改变对其微生物生态的影响.本文按照基因芯片探针的设计方法,将环境样品群落研究基因芯片分为系统寡核苷酸芯片、功能基因芯片、群落基因组芯片、宏基因组芯片,并简要综述了该技术在活性污泥、土壤、水等环境样品微生物群落研究上的应用,最后,本文展望了该技术的研究方向和在寻找不同环境微生物群落之间差异微生物、差异基因或差异表达基因研究中的应用前景.     

缺氧诱导因子1α蛋白质水平及活性调节

缺氧诱导因子1α不仅对于机体在缺氧条件下维持正常的生理功能具有特别重要的意义。还在肿瘤的生长以及神经细胞凋亡等病理过程中起关键作用。缺氧诱导因子1α能调节许多下游基因的表达水平,但人们对其自身的蛋白质水平和转录活性调节机制尚知之不多。最新的研究发现缺氧诱导因子1α的蛋白质水平和转录活化调节机制涉及多个信号通路。在缺氧诱导因子1α的蛋白质水平和转录活调节机制中,羟基化调节和蛋白磷酸化调节起主导作用。     

基因芯片技术在检测肠道致病菌方面的应用

基因芯片技术具有高通量、自动化、快速检测等特点,因此被广泛地应用于各种研究领域,如细菌分子流行病学、细菌基因鉴定、致病分子机理、基因突变及多态性分析、表达谱分析、DNA测序和药物筛选等。现介绍基因芯片检测肠道致病菌方面的国外研究进展,基因芯片应用于检测肠道致病菌的3个方面:结合多重PCR对致病菌的毒力因子或者特异性基因进行鉴定;直接检测细菌的DNA或者RNA;以致病细菌核糖体RNA作为检测的靶基因同时检测多种肠道致病菌。由于其检测的高效率,该技术要优于其他分子生物学检测方法。基因芯片技术在肠道致病菌检测中有着巨大的应用价值,具有广阔的应用前景。     

缺氧诱导因子-1α表达在胃癌中的研究进展

胃癌是人类最常见的恶性肿瘤之一,严重威胁着人类的健康。大量研究表明,缺氧能促进恶性肿瘤的发展,增强其侵袭性,而缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)是这一过程的主要调节因子,是缺氧条件下广泛存在于哺乳动物及人体内的一种转录因子,通过增加多种转录因子和靶基因产物的表达,使肿瘤在缺氧的环境下生长、增殖、侵袭及转移。本文就HIF-1α在胃癌领域的研究进展做一综述。     

糖代谢重编程与肿瘤生长CSCD

能量代谢异常是肿瘤细胞的重要特征之一。即使在氧气充足的条件下,高速糖酵解取代氧化磷酸化为肿瘤细胞供能。肿瘤细胞在缺氧微环境、癌症相关基因及信号通路等因素驱动下进行代谢重编程,在满足自身能量需求的同时获得快速增殖所需要的生物大分子及还原力等基础物质,为肿瘤细胞提供了缺氧条件下的生长优势。由不同代谢表型的细胞亚群构成的实体肿瘤具有代谢异质性的特征。本文将综述肿瘤细胞糖代谢重编程的因与果及其代谢异质性,为靶向肿瘤代谢的个体化治疗寻找新的有效靶点。     

质粒pCAMBIA1301的检测

用引物延伸芯片法实现对转基因水稻中 生物芯片技术是生物技术和微制造技术的融合, 已广泛用于生命科学的研究及实践、医学科研及临床、药物设计、环境保护、农业、军事等各个领域。而基因芯片是生物芯片中的一种,是指将大量基因探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,所以一次可对大量核酸分子进行检测分析,从而解决了传统核酸印迹杂交技术操作复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、效率低等不足。文章探讨了用基因芯片这一新的检测手段对转基因植物的初步检测,采用一种新的反应机制－引物延伸芯片法（arrayed primer extension）,实现了样品扩增和杂交的一步化,而在传统的基因芯片检测中要需要两步来完成,从而为目前基因芯片中大片段样品的检测提供了一种可能性。 Abstract: Biochip technology which had emerged from the fusion of biotechnology and micro/nanofabrication technology at the end of 1980s has been widely used in life science ,medicine,clinical diagnosis,durg design,agricμLture,envioment pretection and strategics. DNA microarray (also call gene chip,DNA chip),one kind of biochips,is small chip containing many oligonucleotide probe .It can hybridize with labelled sample which makes it possible to detect large numbers of oligonucleotides at one time.So DNA microarray can overcome the disadvantage of traditional hybridization technology such as complexity,low automatization,poor efficiency and amount of detcting molecμLes. This paper describes a new method to detect transgenic plant with gene chip.We have developed a novel arrayed-primer extension technique. It combines hybridization and PCR at one step, while two separate steps are needed in the ordinary DNA microarray, therefore our method provide a feasibility to detect long DNA fragment .     

DNA芯片技术研究进展及其在分子营养上的应用

DNA芯片技术是近年发展起来的又一新分子生物学研究工具,可使研究者得以自动化、快速、平行地对大量的生物信息加以分析,在基因组水平上研究基因表达。这种技术为从基因组水平研究基因表达水平与生理反应及生理状况的改变之间的关系提供了强有力的手段。通过比较不同营养水平或不同环境条件下的组织细胞基因达到表达谱差异,可以从基因组水平阐明各种营养成分或环境因素对动物机体的基因表达的影响,从而进一步揭示营养生理的机制和环境对动物影响的机理。DNA芯片技术为分子营养的研究开辟了一条崭新的道路,在从DNA芯片的原理、种类、实验设计、统计方法及在分子营养上的应用作一综述。     

DNA芯片技术及应用

DNA芯片技术是随着人类基因组计划的实施发展起来的一项高新技术。本文介绍了DNA芯片的基本原理,并对近年来DNA芯片技术的应用进行了综述。     

DNA芯片技术研究进展

DNA芯片技术是近年来发展迅速的生物高技术 .其基本过程是采用寡核苷酸原位合成或显微打印手段 ,将大量探针片段有序地固化于支持物如硅芯片的表面 ,然后与扩增、标记的生物样品杂交 ,通过对杂交信号的检测分析 ,即可得出样品的遗传信息 .该技术不仅可以对遗传信息进行定性、定量分析 ,而且扩展到基因组研究和基因诊断等方面的应用 .尽管目前在硬件和软件上还面临一些困难 ,但其发展和应用的前景广阔 .     

MPDA: Microarray pooled DNA analyzer

Background  

Microarray-based pooled DNA experiments that combine the merits of DNA pooling and gene chip technology constitute a pivotal advance in biotechnology. This new technique uses pooled DNA, thereby reducing costs associated with the typing of DNA from numerous individuals. Moreover, use of an oligonucleotide gene chip reduces costs related to processing various DNA segments (e.g., primers, reagents). Thus, the technique provides an overall cost-effective solution for large-scale genomic/genetic research. However, few publicly shared tools are available to systematically analyze the rapidly accumulating volume of whole-genome pooled DNA data.     

口蹄疫等5种动物病毒基因芯片检测技术的研究

用分子克隆方法获得口蹄疫病毒、水泡性口炎病毒、蓝舌病病毒、鹿流行性出血热病毒和赤羽病病毒各一段高度保守的基因片段,用芯片点样仪点样到包被过的玻璃片上,制备成检测芯片。提取样品中的RNA,进行反转录和荧光标记后滴加到芯片上进行特异性杂交,对杂交结果进行扫描检测,可同时诊断上述5种动物传染病,此方法不但快速、准确、敏感,而且可同时进行多种病毒的检测,达到大批动物高通量检疫的目的。     

Chip ligating human genomic DNA serves as storage material and template for polymerase chain reaction

A chip was developed to store DNA for medical research. The optional restriction site fixed on the chip can randomly ligate with whole human genomic DNA treated by the corresponding restriction enzyme. PCR can then use the chip as template DNA. Moreover, a chip fixing two restriction sites (e.g. EcoRI and HindIII) showed the amplification by PCR for any location of genomic DNA. Repetitive PCRs have confirmed that a DNA chip can be stored by at –4 °C for 2 years.     

Tissue-specific microdissection coupled with ProteinChip array technologies: applications in cancer research

Analysis of whole genomes to monitor specific changes in gene activation or changes in gene copy number due to perturbation has recently become possible using DNA chip technologies. It is now becoming apparent, however, that knowing the genetic sequence encoding a protein is not sufficient to predict the size or biological nature of a protein. This can be particularly important in cancer research where posttranslational modifications of a protein can specifically lead to the disease. To address this area, several proteomic tools have been developed. Currently the most widely used proteomics tool is two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2D-PAGE), which can display protein expression patterns to a high degree of resolution. However, 2D-PAGE can be time consuming; the analysis is complicated and, compared with DNA techniques, is not very sensitive. Although some of these problems can be alleviated by using high-quality homogeneous samples, such as those generated using microdissection techniques, the quantity of sample is often limited and may take several days to generate sufficient material for a single 2D-PAGE analysis. As an alternative to 2D-PAGE, a preliminary study using a new technique was used to generate protein expression patterns from either whole tissue extracts or microdissected material. Surface-enhanced laser desorption and ionization allows the retention of proteins on a solid-phase chromatographic surface or ProteinChip Array with direct detection of retained proteins by time-of-flight mass spectrometry. Using this system, we analyzed tumor and normal tissue from head and neck cancer and microdissected melanoma to determine differentially expressed proteins. In particular, comparisons of the protein expression patterns from microdissected normal and tumor tissues indicated several differences, highlighting the importance of extremely defined tissue lysates for protein profiling.     

APEX disease gene resequencing: mutations in exon 7 of the p53 tumor suppressor gene.

Detection of mutations in disease genes will be a significant application of genomic research. Methods for detecting mutations at the single nucleotide level are required in highly mutated genes such as the tumor suppressor p53. Resequencing of an individual patient's DNA by conventional Sanger methods is impractical, calling for novel methods for sequence analysis. Toward this end, an arrayed primer extension (APEX) method for identifying sequence alterations in primary DNA structure was developed. A two-dimensional array of immobilized primers (DNA chip) was fabricated to scan p53 exon 7 by single bases. Primers were immobilized with 200 microm spacing on a glass support. Oligonucleotide templates of length 72 were used to study individual APEX resequencing reactions. A template-dependent DNA polymerase extension was performed on the chip using fluorescein-labeled dideoxynucleotides (ddNTPs). Labeled primers were evanescently excited and the induced fluorescence was imaged by CCD. The average signal-to-noise ratio (S/N) observed was 30:1. Software was developed to analyze high-density DNA chips for sequence alterations. Deletion, insertion, and substitution mutations were detected. APEX can be used to scan for any mutation (up to two-base insertions) in a known region of DNA by fabricating a DNA chip comprising complementary primers addressing each nucleotide in the wild-type sequence. Since APEX is a parallel method for determining DNA sequence, the time required to assay a region is independent of its length. APEX has a high level of accuracy, is sequence-based, and can be miniaturized to analyze a large DNA region with minimal reagents.