基因芯片技术与基因表达谱研究

基因芯片技术是近年来出现的分子生物学与微电子技术相结合的最新DNA分析检测技术,该技术将成为信息科学与生命科学之间的联系纽带,为后基因组时代基因功能的分析提供一种最重要的技术手段,目前基因芯片技术已在基因表达谱等研究中得到广泛应用。     

基因芯片在研究病毒感染宿主基因表达谱中的应用

人类基因组计划提供的海量基因信息以及功能基因组学理论和技术的出现,为研究病毒与宿主相互作用提供了难得的历史机遇。病毒作为一种严格的细胞内寄生物,感染宿主后会引起宿主细胞形态和功能的改变。这些变化主要由于病毒感染导致宿主细胞基因表达变化所引起。通过基因芯片技术研究病毒感染宿主的基因表达谱变化,可以发现病毒感染宿主细胞在分子水平上的应答,从而为病毒性疾病的预防、诊断和临床治疗提供新的策略。     

表达谱基因芯片

表达谱基因芯片具有高通量、缩微、多参数、平行化等优点.在功能基因组学研究中正发挥越来越重要的作用.就其原理、应用、存在问题及解决策略等进行了综述.     

基因芯片技术在微生物学研究中的应用

近年来,基因芯片技术的诞生使得在一个实验中就可以同时对成千上万个基因进行转录水平的表达和DNA同源性分析成为可能。该项技术已被应用于揭示许多微生物体的转录表达和基因组的差异,随着越来越多的微生物基因组全序列测定的完成,基因芯片正逐渐成为许多微生物学研究领域中的一项常规技术。归纳了该技术在微生物生理,致病性,流行病学,生态,进化,代谢工程及发酵优化等研究中的应用。     

基因芯片在衣原体研究中的应用

基因芯片又称为DNA微阵列,是指将大量核酸片段以预先设计的方式固定在载体上组成密集分子阵列,与荧光素或其他方式标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强弱来判断样品中有无靶分子以及对靶分子进行定量,是一种研究生物大分子功能的新技术。在衣原体研究方面,基因芯片主要应用于衣原体的检测与分型、感染机制的研究、特定基因作用分析、毒力及耐药基因的筛选等。     

应用基因表达谱芯片从不同转移能力的 乳腺癌细胞中筛选转移相关基因

人乳腺癌细胞系 MCF-7 及其转移亚克隆 LM-MCF-7 为肿瘤转移分子机制的研究提供了细胞模型 . 应用基因芯片技术比较两种具有不同转移能力细胞系基因表达谱的差异,寻找乳腺癌转移相关基因 . 提取两种细胞总 RNA ,分别用 Cy5-dCTP 、 Cy3-dCTP 标记 LM-MCF-7 和 MCF-7 的 cDNA ,并与含有 21 329 个基因的芯片进行杂交并扫描,利用 GenePix Pro 4.0 图像分析软件处理数据判断基因是否在两个细胞中存在表达差异 . 经互换荧光标记物重复两次实验,共筛选出差异表达基因 67 个,其中 41 个在 LM-MCF-7 细胞中表达上调, 26 个在 LM-MCF-7 细胞中表达下调 . 应用实时定量 RT-PCR 对 7 个表达差异明显的基因进行了验证 . 生物信息学分析结果提示,上述发现的差异基因编码产物与细胞内信号转导、转录调节、应激反应、新陈代谢、发育、细胞运动、细胞凋亡和细胞粘连等功能有关 . 据文献报道,这些差异表达的基因中有 35 个与肿瘤有关,其中 9 个与乳腺癌转移有关, 6 个可能参与肿瘤浸润和转移过程 . 根据基因芯片检测的结果,从功能上对 LM-MCF-7 细胞和 MCF-7 细胞与细胞凋亡的关系进行了研究,发现具有高转移倾向的 LM-MCF-7 细胞与 MCF-7 细胞相比,抗凋亡能力较强 . 上述与肿瘤转移相关基因在肿瘤转移中的作用及其分子机理有待深入研究 .     

应用基因芯片技术检测肝组织的基因表达

为检测正常肝组织中的基因表达状况,采用cDNA microarray技术对正常肝组织中表达的1500个基因进行定量,结果为97个基因较高表达,1010个基因中度表达,380个基因低表达,结果是cDNA microarray技术是大规模检测基因表达的有效方法。     

用基因表达谱芯片研究中医经脉-脏腑相关的机理

基因芯片(Genechip),又称DNA芯片、DNA微阵列(DNA microarray),包括寡核苷酸微阵列(Oligo-microarray)及DNAmicroarray,是生物芯片(biochip)中应用最广泛、技术最成熟的分支。一般可分为基因表达谱芯片和DNA测序芯片。现就基因表达谱芯片在中医经脉脏腑相关研究中应用思路及前景作一探讨。     

H2O2诱发人成纤维细胞衰老样变化的基因表达谱

以 5 0 μmol/LH2 O2 作用体外培养的人胚肺二倍体成纤维细胞 4次 ,使之出现不可逆的衰老表型 .提取年轻细胞及H2 O2 处理早老细胞的mRNA ,以荧光物Cy3标记年轻细胞cDNA ,Cy5标记H2 O2 处理的细胞cDNA ,并与点有 40 96条人类基因的芯片杂交 ,利用计算机数据处理判断基因是否存在表达差异 .结果显示 :有 12 3种基因的表达变化较显著 ,这些基因参与细胞周期进程、细胞代谢及蛋白质修饰、细胞外基质及细胞骨架蛋白的形成和调节、炎症反应、调节受体酪氨酸蛋白激酶和G蛋白耦联受体信号转导 .     

肺癌相关基因芯片的制作

探讨肺癌相关基因芯片的制作过程及其在基因表达谱方面的应用,同时对一些传统的技术环节进行了改进。首先有目的搜集了60个肺癌相关基因,用修饰后的引物将其分别克隆,经纯化、变性后,用Cartesian PinSys5500 cDNA Microarray点样仪以微阵列的形式将其点布于醛基化的玻璃片上;然后将人支气管上皮恶性转化细胞模型BEP2D细胞的原代、20代、35代的总RNA逆转录后再经LD PCR标记成荧光探讨与基因芯片进行杂交。ScanArray 3000荧光扫描仪扫描后显示,图象背景均匀、信号清晰,证实该芯片制作成功,并能取得良好的杂交效果。     

氧化应激诱导的细胞衰老过程中细胞生长相关基因的表达

应激诱导的细胞早衰与复制性细胞衰老有相似的细胞表型,但其机制不尽相同.分析二者的衰老相关基因表达特点对了解应激因素诱导细胞衰老的机制有重要意义. 本文对过氧化氢诱导的HeLa细胞早衰过程中的关键衰老相关基因及其转录后调控因子的表达做了分析.结果发现,在复制性衰老过程中明显降低的cyclin A、cyclin B1、c-fos及HuR,在温和过氧化氢诱导的细胞早衰过程中并无明显改变;在氧化应激诱导的细胞早衰过程中,p21与p16表达升高,AUF1则降低,与复制性衰老过程一致;p21 mRNA半衰期在复制性衰老过程中无明显变化,但在氧化应激诱导的细胞早衰过程中则显著延长.上述结果提示,尽管氧化应激诱导的细胞早衰与复制性衰老存在相似基因表达变化,调控机制则不尽相同.     

细胞衰老相关基因的探索

细胞衰老与个体衰老、机体自我保护及细胞癌变等多种重要生理、病理现象密切相关,其机制研究可望应用于癌症治疗.简述了近年有关哺乳类动物细胞衰老相关基因的寻找过程.     

H2O2诱发人成纤维细胞衰老样变化的基因表达谱

以50 μmol/L H₂O₂作用体外培养的人胚肺二倍体成纤维细胞4次,使之出现不可逆的衰老表型.提取年轻细胞及H₂O₂处理早老细胞的mRNA,以荧光物Cy3标记年轻细胞cDNA,Cy5标记H₂O₂处理的细胞cDNA,并与点有4 096条人类基因的芯片杂交,利用计算机数据处理判断基因是否存在表达差异.结果显示：有123种基因的表达变化较显著,这些基因参与细胞周期进程、细胞代谢及蛋白质修饰、细胞外基质及细胞骨架蛋白的形成和调节、炎症反应、调节受体酪氨酸蛋白激酶和G蛋白耦联受体信号转导.     

胸苷激酶基因在人二倍体成纤维细胞衰老过程中的表达调控

为研究人胸苷激酶 (humanthymidinekinase ,hTK)基因在复制衰老细胞及早衰细胞中表达下调的分子机制 ,构建了含hTK启动子的荧光素酶报告基因载体 .转染结果显示 ,复制衰老细胞与早衰细胞中hTK启动子的转录活性比年轻细胞中下降了近 3倍 ,表明转录水平的调控是hTK在衰老细胞中表达下降的主要调控机制 .定点突变的结果显示 ,转录因子Sp1、NF Y结合位点的突变可使hTK启动子活性降低近 5 0 % ,而E2F结合位点的突变可使其活性升高 2倍多 ,提示Sp1和NF Y是hTK基因的转录活化因子 ,而E2F为转录抑制因子 .电泳迁移率变更实验发现 ,与年轻细胞相比 ,Sp1、NF Y与hTK启动子的DNA结合活性在复制衰老细胞和早衰细胞中无明显改变 ,提示转录活化因子Sp1、NF Y并非hTK在衰老细胞中下调的主要因素 .染色质免疫共沉淀结果显示 ,在细胞内Rb结合在hTK启动子上 ,且同年轻细胞相比 ,复制衰老细胞及早衰细胞中的hTK启动子结合着更多的Rb ,这提示细胞衰老过程中Rb的去磷酸化可能与hTK基因在衰老过程中的下调有关 .     

Redox Control of Signal Transduction,Gene Expression and Cellular Senescence

Reactive oxygen species (ROS) act as subcellular messengers in such complex cellular processes as mitogenic signal transduction, gene expression, regulation of cell proliferation, replicative senescence, and apoptosis. They serve to maintain cellular homeostasis and their production is under strict control. However, the mechanisms whereby ROS act are still obscure. Here we review recent advances in our understanding of signaling mechanisms and recent data about the involvement of ROS in: (i) the regulation of the mitogenic transduction elements, particularly protein kinases and phosphatases; (ii) the regulation of gene expression; and (iii) the induction of replicative senescence and the role, if any, in aging and age-related disorders.     

猪骨骼肌快肌肌钙蛋白C2基因的cDNA克隆与表达分析

从人骨骼肌快肌肌钙蛋白C2（TNNC2）基因出发,在dbEST数据库中进行同源性搜索,找到一个有较高同源性且在猪背最长肌中表达EST（BM083186）。通过电子克隆和进一步RT-PCR实验验证,获得猪TNNC2基因全长cDNA序列,其全长843bp,开放阅读框为201～683bp,编码有160个氨基酸。同源性分析结果表明,与人、鼠的骨骼肌快肌肌钙蛋白C2基因cDNA编码区（CDS）同源性分别为93.6％、90.5％,蛋白序列同源性均为97.5%。多种组织的半定量RT-PCR研究表明,该基因在骨骼肌中表达,并且在杜洛克猪背最长肌中的表达比兰塘猪高。     

应用GeneSifter软件分析范可尼贫血基因表达谱的报告

目的:探讨范可尼贫血(Fanconi anemia,FA)发病的分子机制。方法:用GeneSifter软件对FA转录子协会公布的FA基因芯片表达数据进行统计学分析,结合Gene Ontologe和KEGG通路分析。结果:从FA细胞中筛选出690个差异表达基因,涉及DNA损伤与修复等多种生物过程及多条通路,发现了TOP2A、MCM2、PCNA等多个与FA发病相关基因。结论:FA发病的分子机制主要与DNA损伤和修复过程中的解螺旋相关,RAD-6通路可能是其损伤后的重要修复通路,其次亦与钙离子信号通路等密切联系。     

水稻抽穗后剑叶衰老过程中光合关键酶的基因表达

协优 930 8、培矮 6 4s/ 9311和汕优 6 3三个超级高产水稻品种抽穗后 ,剑叶中光合速率减小、叶绿素含量下降、SOD活力降低和MDA含量上升的幅度不同 ,显示它们开花结实过程中叶片衰老的速度不同 ,以汕优 6 3衰老最快 ,协优 930 8最慢 ,培矮 6 4s/ 9311居中。Northern杂交和免疫定量研究表明 ,汕优 6 3和培矮6 4s/ 9311剑叶rbcS(Rubisco小亚基基因 )和rca(Ru bisco活化酶基因 )mRNA的表达随抽穗后天数的增加而下降 ,而协优 930 8在抽穗后第 10天才开始下降 ;Rubisco和Rubisco活化酶蛋白含量的下降趋势与rbcS和rcamRNA的变化趋势相似。因此 ,水稻抽穗后剑叶衰老过程中光合能力的下降与光合关键酶基因(rbcS和rca)表达下降密切相关