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遗传病基因检测

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遗传病基因检测相关的论坛

  • API3200新生儿遗传病检测 问询

    本来公司有套API3200正准备出售,客户是对外检测新生儿遗传病的,后了解到这块检测的设备 需要有国家的医疗器械许可证,而API3200MD才可满足这块,有哪位经历过这块,API3200和API3200MD 硬件块有什么区别吗 ,查了很多检测文献,仪器使用 都是API3200的 。有懂的 请赐教

  • 后基因组时代研究热点 ——genome-wide association study在遗传病研究中的应用

    随着人类基因组图谱的完成,对基因组的分析已经成为新的研究热点。通过对人类基因组序列的分析得到人群中与有遗传倾向或受遗传与环境因素共同影响疾病的相关基因更成为了基因组分析研究中的热点。这种对genetic risk factors的分析对临床医学和流行病学都有很大启发,促进了疾病诊断、治疗和预防等各方面的改善。在基因组分析的方法中,目前最有效的是genome-wide association study,该方法与以前的linkage analysis相比有更大的power,与candidate-gene studies相比coverage更全面,不局限于已知的可能与疾病相关的染色体区域。本文对association study的思想、方法等做简单介绍。Genome-wide association study是建立在对SNP(single nucleotide polymorphism)的确定和assay的基础上的。要真正理解Genome-wide association study我们就要首先明确SNP的相关知识。任何两个人的基因组序列都是99.9%一致的,但那其余0.1%的不同却可能对个人对某些疾病的易感性有很大影响。在基因组中每一个loci都可能有不同的alleles,基因组中最常发生的polymorphism就是single nucleotide polymorphism,即SNP, 这些SNP在基因组中的密度大约是每300bp一个。研究中通常只选取minor allele frequency(MAF)在5%以上的SNP位点进行比较,以确保统计学意义。通过对遗传mechanism的研究发现,相隔在50kb以内的SNP在由亲代传给子代的过程中更容易发生linkage disequilibrium(LD),即有physical proximity的SNPs更倾向于以block的形式遗传,所以在实际应用中每一个block中只要选择一个与其它SNPs关联度最大的SNP位点作为tag SNP,就可以通过比较和assay各tag SNP的异同,确定一个基因组的haplotype类型。在基因组研究中将个体样本的SNP按在染色体上的排列顺序单独列出,得到的序列就称为是该样本genotype的haplotype组成。国际上的HapMap Project通过选取各代表性人种的大量个体,已经得到了由多于3.1 million SNPs标记的annotated,high-resolution map。此后的具体实验中只要将case组的haplotype与已得到的map进行matching,就可以知道可能与疾病易感性相关的SNP位点,进而得到相关的染色体区域。有了关于SNP的知识,我们就可以理解,Genome-wide association study是一种通过high-density array 进行genotyping从而确定polymorphism,并和统计学方法相结合,进而得出与疾病相关可能性很大的genetic risk factors的方法。Genome-wide association study 所确定的可能与遗传易感性相关的SNPs通过进一步的与control group中相对应的SNPs的比较而得到确认。(有时还要进行在第二个cohort中的fast-trackassay。)Genetic risk factors主要分两种类型,一是DNA序列的碱基改变,另一个是DNA序列的copy number改变。通常的association study只能确定那些和moderate risk有关的DNA序列(流行病学上对环境影响因素也只能确定那些与moderate risk有关的序列)。对碱基改变的测定在Robert Sladek 等人确定II型糖尿病(T2DM)相关loci的研究中有很充分的说明。这项研究是该种方法的标准研究,它以article的形式刊登在Nature上。它分为两个阶段,第一阶段是对有1,363个个体的法国case-control cohort的392,935个作为marker的SNPs进行genotpyping检验,第二阶段是针对第一阶段结果中与T2DM相关最显著的59个SNPs的rapid conformation。在genome-wide association study中样本的选取是很重要的,比如Sladek的这项研究中在第一阶段的样本中考虑到了要增加样本中risk alleles的含量,要尽量保证提供样本个体的表型一致,同时还要尽量排除其它系统误差对统计结果的影响。在研究中Sladek等人应用了在SNP assay中广泛使用的两个平台:Illumina Infinium Human 1 BeadArrays和Human Hap300 BeadArrays来筛查从Phase I HapMap得到的tag SNPs。该研究确定了四个有导致患common diabetes mellitus风险的variants的loci,其中一个恰好是已知与diabetes mellitus相关的TCF7L2基因,这也证明了该实验的准确度,从而也证明了genome-wide association study在elucidation of genetic traits中的可行性。DNA序列copy number的改变的检测在Lupski的feature文章中做了介绍。传统上的分子医学模型是以sickle cell disease为模型的单基因改变从而使合成的蛋白发生变异所导致的遗传疾病。但是随着人类基因组reference sequence的完成和能测定基因组改变的技术的发展,人们发现事实上基因组中由于deletion和duplication所造成的碱基对的改变是SNP所致碱基对改变的两到三倍,而且即便是在亲缘关系很近的个人之间也有很多这种由deletion和duplication所造成的基因组结构的不同。Lupski认为,这种genomic segments的deletion和duplication与sporadic disease的发生是有关的(可能是单一亲代的基因组发生rearrangement就导致疾病发生,也可能是父母双方的变异都不足以起到影响自身功能的程度,单两者在子代中的结合导致了疾病的发生)。Redon等人的研究确认了1,400个发生copy-number variation的区域,这些区域涵盖了14.5%被认为与遗传疾病相关联的基因,相关数据可以在OMIM(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim)的数据库中找到。可能导致很多复杂的mental-retardation疾病的Submicroscopical genomic deletions and duplications在临床上需要用genomic array的DNA chips确定。一旦确定某疾病是与gene dosage的异常有关,那么临床治疗和药物研发的中心都要从修正不正常蛋白的功能转向修正它们的不正常含量。鉴于variation in genomic rearrangement的普遍性,今后的association study和linkage analysis都应考虑copy number对疾病易感性的影响。最后,也许一些常见的行为表型(phenotype in behaviors)也可能是受这种个体间DNA序列copy number的不同影响的,这需要进一步的研究。在genome-wide association analysis应用中的关键知识是DNA chips的原理和应用以及统计分析。用DNA chips做SNP assay,简单说来是首先在chip上做好可能的SNPs的各种探针,然后取样本做PCR,得到的扩增样本与chip上的探针杂交,最后根据得到的荧光的位置判定样本的基因组成。随着相关技术的发展,现在的SNP chips已经可以在一个样本上检查超过500,000个SNPs。正是通过这样的方法,常见病的inherited genetic underpinnings正被一点点发现。今年的NEJM上有多篇相关报道,包括了前列腺癌、乳腺癌、糖尿病以及冠状动脉疾病。但是伴随着数据量变得前所未有的大,随之而来的从海量数据中得出统计学上有意义的关系的难度也迅速增大,因为随着数据量的扩大,在每一次assay中得到的假阳性结果数量也变大很多。面对这种情况,传统的统计方法是采用Bonferroni approach。(比如对于500,000个样本,将一般的p值0.05除以500,000,得到我们采用的cutoff p值0.0000001,这个值也被称为是genome-wide significance。)但实际中由于SNP chips的价格昂贵,所以大部分的实验检测得到的样本是很有限的;或者由于虽然基因型确实与疾病易感性相关,但是这种关联程度很低;或者由于实验中会采取分步进行assay的方法,这时即便是有很强关联程度的基因型在第一阶段都很难达到0.0000001这以标准,这些情况都会导致Bonfirroni approach的不合适。鉴于以上原因,在genome-wide association study中更让人信服的不是p值的stringency有多高,而是由一组样本得到的association在多大程度上可以在其它同样大规模的重复实验中得到证实。针对同一疾病进行的a

  • 科学家观察到酶“编辑”DNA过程 有助纠正遗传疾病

    科学家观察到酶是如何“编辑”DNA的 有望用以纠正人类遗传疾病 科技日报讯 (记者陈丹)一个国际研究小组在了解酶如何“编辑”基因方面取得了重要进展:观察到了一类被称为CRISPR的酶绑定并改变DNA(脱氧核糖核酸)结构的过程。这项发表于5月27日(北京时间)美国《国家科学院学报》上的研究成果有望为纠正人类的遗传疾病铺平道路。 CRISPR意即“成簇的规律间隔的短回文重复”,在上世纪80年代才首次为人们所认知。到目前为止,已发现40%已测序细菌和90%已测序古细菌的基因组存在这种重复序列,而且细菌已开发出一套可以探测和切断外来DNA的免疫策略。其机理大致如此:CRISPR序列与很多病毒、噬菌体或者质粒的DNA序列同源,受到攻击的细菌会以相匹配的DNA为目标进行自然防御。它们所采用的手段,就是利用一种名为Cas9的内切酶,裂解外来DNA。 基因工程师们意识到,如果将细菌的CRISPR-Cas9系统插入其它生物体细胞,它们也能够对目标DNA进行切割。就在去年,这一革命性的基因编辑技术收获了一系列成果:多个研究团队已经成功对人体、小鼠、斑马鱼、大米、小麦等细胞中的基因进行删除、添加、激活或抑制等操作,从而证明该技术的广泛适用性。 不过,人类基因组有30亿个碱基对,要准确锁定某个目标DNA,工作量大致相当于从一套23卷的《百科全书》中找出一个拼错的单词。因此,研究人员为Cas9这把“基因剪刀”找了一个与目标基因匹配的RNA(核糖核酸)作为“导航仪”。在这个靶向过程中,Cas9拉开DNA链,并插入RNA,使之形成了一个被称为R环的特定序列结构。 在最新研究中,英国布里斯托尔大学和立陶宛生物技术研究所的科学家使用经过特别改装的显微镜对R环模型进行了检测。显微镜下的单个DNA分子被磁场拉伸着,通过改变DNA受到的扭力,他们能够直接观测由单个CRISPR酶介导R环形成的过程。这使得这个过程中以前不为人知的一些步骤毕现无疑,也让研究人员能够探讨DNA碱基对序列对R环形成的影响。 布里斯托尔大学生物化学系教授马克·斯兹克泽尔昆说:“我们进行的单分子实验加深了有关DNA序列对R环形成的影响的认识。这将有助于未来合理地重新设计CRISPR酶,以提高其精确度,将脱靶效应(即在不需要的地方引起基因变异)降至最低。这对我们最终利用这些工具来纠正患者的遗传疾病至关重要。” 总编辑圈点: 不知基因谁裁出,免疫系统似剪刀。Cas9蛋白酶,本来是原始生命用来防御生物入侵的防御性武器,但却被人类变成进攻利器。它在人类手中犹如火箭弹,威力巨大,使用方便。但它精确度有限,容易误切人类不希望影响的基因段。科学家们此次通过改造显微镜,看清了Cas9破拆单个DNA的全过程。这样,人们就能将火箭弹改造成导弹,指哪儿打哪儿。曾经让患者绝望的遗传病,未来或许一针下去就解决了。来源:中国科技网-科技日报 作者:陈丹 2014年05月28日

  • 基因检测行业的发展现状:国内外差距明显

    基因检测行业的发展现状:国内外差距明显此前著名影星安吉丽娜?朱莉切除乳腺一事使得基因检测成为全球关注热点,而近年来随着测序技术发展逐渐成熟和成本的不断下降,利用高通量测序技术开展基因检测项目已逐渐成为一种主流方式。特别是今年国家卫计委发布《关于产前诊断机构开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用试点工作的通知》和《关于开展高通量基因测序技术临床应用试点工作的通知》后,该技术在基因检测临床应用中已得到国家认可。  基因检测是通过血液、其他体液或细胞对DNA进行检测的技术。通过基因检测,人们能了解自己的基因信息,预知疾病发生的风险,从而通过有效的干预措施避免或延缓疾病的发生。  基因检测可以用于疾病的预测,也可以用于疾病的诊断。疾病诊断是用基因检测技术检测导致遗传性疾病的突变基因。  目前应用最广泛的基因检测是通过高通量测序技术开展新生儿遗传性疾病的检测、遗传疾病的诊断和肿瘤疾病的辅助诊断。  国际基因检测行业规范现状  据统计,截至2015年12月3日,全球共有1068家临床机构和670家实验室提供的55125个基因检测项目,涉及4472种相关疾病。  国外基因检测服务开展较早,目前市场已经非常成熟,此外,国外基因检测行业已经相对规范,如美国病理学家协会(CAP)和美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)等都专门针对高通量基因测序的临床应用提出要求。  国内基因检测行业规范现状  同国外相比,国内基因检测的项目偏少,目前明确能在临床开展的基因检测项目只有不到200个,检测项目较多的主要集中在感染性疾病、肿瘤分子生物学检测以及遗传病诊断,也有些项目可应用于产前诊断、预防性诊断等。  早在2014年之前,我国还未对基因检测行业出台相应的准入标准和管理规范。2014年2月9日,国家食品药品监督管理总局与国家卫生和计划生育委员会叫停了基因检测的临床应用。2014年12月,国家卫计委先后发布了《关于开展高通量基因测序技术临床应用试点工作的通知》和《关于产前诊断机构开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用试点工作的通知》,这意味着高通量基因测序技术在基因检测的临床应用获得国家的认可。  在国内,利用高通量测序技术开展较多的基因检测项目为无创产前筛查(NIPT),可开展的检测机构包含华大基因、达安基因、贝瑞和康、博奥生物、安诺优达等。

  • 【转帖】基因组所有关高原低氧适应遗传研究论文在PNAS发表

    [size=3]近日,中国科学院北京基因组研究所曾长青研究组,通过与英国、爱尔兰和美国的研究人员研究合作,发现了藏族人群能够适应高海拔地区低氧环境,并且免于罹患高原疾病的一个重要遗传机制——EPAS1基因的多态性。其相关研究成果已于6月7日在美国《国家科学院院刊》(PNAS)网络版发表。该项目的策划人之一,文章的通讯作者——中国科学院北京基因组研究所曾长青研究员(代表中国参加国际HapMap计划的主要负责人)表示,HapMap绘制的人群多态性图谱是目前研究人类遗传多态性的最主要数据,占其样品总量六分之一的汉族样品数据是研究中华民族遗传多态性的基础。此次新发现的藏族人群特有的EPAS1基因多态,不但是不同人群高原适应机制遗传研究领域的重要进展,同时也为科研人员进一步研发低海拔人群对于高原低氧敏感性的检测手段提供了基础。 [/size]

  • 武汉大学分子遗传学笔记(不断更新中)

    第一章 绪论1.1 分子遗传学的含义1.不能把分子遗传学单纯地理解成中心法则的演绎 *分子遗传学≠中心法则传统:分子遗传学=中心法则实际:分子遗传学≠中心法则,他首先是遗传学,其坚实的理论基础仍然是摩尔根的《基因论》中心法则只是对基因,性状及突变在核酸分子水平上的解释。从中心法则到性状的形成仍然是一个复杂的甚至未知的遗传,变异与发育的生物学过程。分子遗传学不仅盯住DNA/RNA,蛋白质,更要研究活细胞内与遗传便宜有关的一切分子事件。 分子遗传学≠核酸+蛋白质分子遗传学研究的对象是分子水平上的生物学过程-遗传与变异的过程。它研究的是动态的生物学过程,而不是脱离生物体,在试管里孤立地研究生物大分子的结构与功能。1992年,Nature 的主编J.Maddox 曾著文 Is molecular biology yet a science?指出:"现在有那么一些叫分子生物学家的人, 他们的文章无视全部的动物,植物,也很少言及他们的生理学。实验的大部分资料来自所谓的\'凝胶\'---""分子生物学在很大程度上变成定性的科学。---如果事情只是简单的说明某个基因版本与某种遗传病相关,那么,分离这种片段(如电泳),然后测序足以。"但是"以往的巨大成就表明,生命过程是由严格控制下进行的一些有序事件组成"他说:"在人们长期为细胞生物学现象寻找定性的解释中,他们将会相信细胞只不过是一个充满了分子开关的袋子,他们作为分子传动器或开或关而出现在预定的事件序列中。要真正在分子水平上了解遗传变异的本质,仅仅研究核酸或蛋白质的生物化学是不够的。分子遗传学所研究的应该是细胞中动态的遗传变异过程,以及与其相关的分子事件。所以不止是中心法则,核酸,蛋白质。 2.分子遗传学不是核酸及其产物(蛋白质)的生物化学分子遗传学是分子生物学的一个分支, 或理解为狭义的分子生物学。他依照物理,化学的原理来解释遗传现象,并在分子水平上研究遗传机制及遗传物质对代谢过程的调控。因此,分子遗传学是在生命信息大分子的结构,功能及相互关系的基础上研究遗传与变异的科学。 3.传统的遗传学"主要研究遗传单元在各世代的分布情况",分子遗传学则着重研究遗传信息大分子在生命系统中的储存,复制,表达及调控过程。研究范畴如下: DNA RNA Protein 现象信息源 信息模板 工作分子 生长、分化、发育、代谢 1.2 分子遗传学的产生1.物理学的渗透1945年奥地利物理学家量子力学的创始人之一薛定谔(ERWIN SCHRMODINGER)的《生命是什么》一书出版。倡导用物理学的思想和方法探讨生命的秘密。引入热力学第二定律,熵概念等。他认为有机体在不断地增加他的熵并趋向最大值的熵的危险状态,那就是死亡。要摆脱死亡而正常生长发育,就要从环境中吸取负熵,负熵是一个积极的东西。有机体就是依赖负熵为生的。他认为生命系统中可能还包含迄今未知的"其他的物理学定律"极大地鼓励着很多物理学家转入生物学来研究基因的本性。整个40年代,新的物理学定律并未发现,但信息论,量子论,氢键等概念把生物学推向分子水平。 2.微生物学向遗传学的靠拢1926年摩尔根的《基因论》已经问世,但20世纪30年代,微生物学家采用拉马克的遗传观念,因为他们对微生物的遗传可塑性有很深刻的印象。如在含有致死药物的培养基上,可以很

  • 战略合作丨思昆生物携手万德基因,开拓生殖遗传创新研究

    [img]https://img1.17img.cn/17img/images/202401/uepic/792e603a-e39c-482d-adfd-3b125a6919db.jpg[/img][font=宋体][size=18px] 2024年1月30日,郑州思昆生物工程有限公司(以下简称“思昆生物”)与广州万德基因医学科技有限公司(以下简称“万德基因”)在广州签署战略合作协议。双方基于思昆生物系列基因测序仪平台开展紧密合作,拓展在生殖与遗传检测领域的应用开发与临床转化,调动各自优势资源,联合推动基因测序产品的市场推广应用。[/size][/font][font=宋体][size=18px]思昆生物总经理蔡克亚与万德基因总经理张楠分别代表双方进行签约,思昆生物技术专家团队与万德基因研发骨干团队出席本次签约仪式。[/size][/font][font=宋体][size=18px]在交流过程中,思昆生物蔡克亚总经理介绍了企业发展情况。他提到,思昆生物专注于测序上游技术研究和产品开发,现已推出全自研的系列基因测序仪及测序试剂,在病原微生物、肿瘤筛查、生殖遗传等多个领域展示出了高性能、灵活、稳定的应用。此次与万德基因合作,将携手开拓在生殖遗传领域的测序研究,进一步提升思昆测序产品的应用性能。未来思昆生物将推出更多测序相关产品,为客户提供更多高性能、自动化的测序平台选择,助力国内精准医学检测。[/size][/font][font=宋体][size=18px]万德基因张楠总经理表达了与思昆生物战略合作的美好期望。她表示万德基因致力于二代测序技术应用领域研究多年,经过多方位全面深入考察,最终选择和思昆生物合作,是基于思昆生物全自研测序系统展现出的应用测试上的高性能优势。希望本次与思昆生物的合作,可以为生殖遗传领域测序应用产品提供更多的助力。[/size][/font][font=宋体][size=18px]Sikun 系列基因测序仪是思昆生物潜心研发推出的具有快速、准确、灵活、稳定等特点的新一代高通量测序仪。最快可在3.5小时内完成一次测序,目前拥有Sikun 2000、Sikun 1000、Sikun 500三款系列产品,搭配多种通量模式可供用户灵活选择。思昆生物与万德基因此次基于思昆基因测序平台开展的全面战略合作,将推动双方在测序领域业务的互利共赢及持续发展,同时为精准医学发展贡献重要力量。[/size][/font][font=宋体][size=18px]关于思昆生物[/size][/font][font=宋体][size=18px]郑州思昆生物工程有限公司位于郑州经济技术开发区,公司以服务人类健康为宗旨,积极推动精准检测技术的应用,秉持“追求卓越,坚韧不拔”的创新理念,专注于基因测序领域技术研究和产品开发,现已在基因测序仪、基因检测试剂等领域全面布局,并在病原微生物、肿瘤筛查、生殖遗传等多个领域开展工作,可为科研机构、企事业单位、社会卫生组织、医疗机构等提供精准检测系列化解决方案。[/size][/font][font=宋体][size=18px]关于[/size][/font][font=宋体][size=18px]万德基因[/size][/font][font=宋体][size=18px]广州万德基因医学科技有限公司是一家专门从事生命科学前沿研究的产学研企业,专注于二代基因测序技术研究开发,自主研发了新型无创产前检测、无创肿瘤检测等国际领先产品,主要应用于产前筛查、新生儿筛查、肿瘤筛查、肿瘤个体化用药指导、基因健康体检等方面。[/size][/font][来源:郑州安图生物工程股份有限公司][align=right][/align]

  • 我学者首次发现中国人群IgA肾病新的易感基因

    最新发现与创新 新华社广州1月8日电(记者肖思思)中山大学附属第一医院8日发布IgA肾病重要研究成果——对亚洲受试者的研究中发现了IgA肾病新的易感基因。 中山大学附属第一医院肾内科余学清教授带领科研团队联合国内二十多家医院和研究机构,并与新加坡专家合作,完成了基于汉族人群IgA肾病全基因组易感基因筛查研究。 余学清介绍,IgA肾病是全球最常见的原发性肾小球疾病,在亚太地区占原发性肾小球疾病的比例高达40%—50%。该病是以IgA或IgA为主的免疫球蛋白在肾小球沉积,肾小球系膜细胞增生和细胞外基质积聚为主要特征。根据目前的资料,有15%—40%的患者最终发展至终末期肾脏病(尿毒症)。研究发现,IgA肾病存在明显的家族聚集倾向,被列入多基因遗传病范畴。IgA肾病发病隐匿,早期诊断和治疗对延缓肾功能恶化具有重要意义。 余学清介绍,这次研究是迄今为止最大样本的亚洲全基因组关联分析研究,包括1万多名受试者(4137例IgA肾病患者与7734例健康人群),利用先进的遗传学分析方法和策略,在全基因组水平进行研究。 “研究人员既验证了欧美学者的部分研究结果,更为重要的是首次发现了中国人群中IgA肾病独有的两个新的易感基因位点——17号染色体和8号染色体,证明了遗传因素在IgA肾病的发病机制中起重要作用,并能够影响IgA肾病的发病过程及临床表现。”他说,由于遗传基因的差异,IgA肾病的临床表现差异很大,有慢性肾脏病历史的家族中的后代和一级亲属的发病率,要高于没有该病历史的家族。 《科技日报》(2012-1-9 一版)

  • Cell:“人造精子”基因可加工遗传

    细胞副主编 的评论是, 什么时候能应用于实践?中国科学家在细胞杂志发表重要论文Cell:“人造精子”基因可加工遗传Generation of Genetically Modified Mice by Oocyte Injection of Androgenetic Haploid Embryonic Stem CellsHaploid cells are amenable for genetic analysis. Recent success in the derivation of mouse haploid embryonic stem cells (haESCs) via parthenogenesis has enabled genetic screening in mammalian cells. However, successful generation of live animals from these haESCs, which is needed to extend the genetic analysis to the organism level, has not been achieved. Here, we report the derivation of haESCs from androgenetic blastocysts. These cells, designated as AG-haESCs, partially maintain paternal imprints, express classical ESC pluripotency markers, and contribute to various tissues, including the germline, upon injection into diploid blastocysts. Strikingly, live mice can be obtained upon injection of AG-haESCs into MII oocytes, and these mice bear haESC-carried genetic traits and develop into fertile adults. Furthermore, gene targeting via homologous recombination is feasible in the AG-haESCs. Our results demonstrate that AG-haESCs can be used as a genetically tractable fertilization agent for the production of live animals via injection into oocytes.单倍体细胞,如酵母,是遗传学研究的重要工具。自然状态下存在的单倍体细胞只有结构和功能均已特化的配子,包括卵子和精子。然而卵子和精子不能在体外进行培养,因此也不能对其进行基因操作。如果能够在体外建立哺乳动物的单倍体细胞系,那将极大地促进哺乳动物遗传学及相关生命科学的研究。4月27日,国际著名学术期刊Cell发表了中科院上海生科院生化与细胞所李劲松研究组和徐国良研究组的一项合作研究,他们建立了来自孤雄囊胚的单倍体胚胎干细胞系,证明这些细胞保持了一定水平的雄性印记,进一步验证这些细胞能够代替精子在注入卵母细胞后产生健康的小鼠。为了获得单倍体的孤雄囊胚,研究人员采用了核移植的技术,即将卵母细胞的核通过显微操作的方法去掉,然后注入一个精子形成携带来自父本基因组的单倍体重构胚胎。这些胚胎在体外能够发育到囊胚,从这些囊胚中分离建立了单倍体胚胎干细胞系。单倍体胚胎干细胞系具有典型的小鼠胚胎干细胞特征,能够在注入两倍体囊胚中后形成嵌合体小鼠。因为精子在形成过程中会产生雄性印记状态,这种印记状态是受精后胚胎发育的重要保证,而且在整个发育过程中一直维持,因此,研究人员分析了单倍体胚胎干细胞系的雄性印记水平,发现这些细胞保持了一定的雄性印记。接下来,为了验证这些细胞是否能像精子一样具有“受精”能力,研究人员将单倍体胚胎干细胞系注入卵母细胞中,发现部分“受精”的胚胎能够发育成健康的小鼠。最后,研究人员成功地利用单倍体胚胎干细胞系进行了基因打靶的尝试。单倍体胚胎干细胞系的建立为获取遗传操作的动物模型提供了一种新的手段,也为细胞重编程研究提供了一种新的系统。杨辉、施霖宇、王邦安为本文的共同第一作者,参与该研究的合作单位和人员包括中科院上海生命科学信息中心李党生研究员、南京大学高翔教授、第四军医大学聂勇战教授,工作得到了国家科技部、国家基金委、中国科学院以及上海市科委经费的支持。(生化与细胞所)

  • 【转帖】"铁公鸡"或源自遗传 科学家发现"吝啬基因"

    "铁公鸡"或源自遗传 科学家发现"吝啬基因"   如果你有一位朋友从来都不请客,甚至都很少愿意AA制,那么你也不必太生气,因为这很可能与他的基因有关系。据英国《每日邮报》11月4日报道,科学家终于找到了“吝啬基因”,这或许可以从遗传学角度解释小气鬼们为什么把钱包捂得这么严实。  德国波恩大学研究人员提取了101位年轻男性和女性嘴里的细胞样本,并在样本中检测一段名为COMT的基因。该基因分成G碱基和A碱基两种类型,其能够影响脑化学,进而有可能左右人们慷慨与否。  在实验中,志愿者被要求去玩一个赌博电脑游戏,然后告诉实验人员他们愿意将赢取的一部分还是全部奖金捐赠给秘鲁的贫困儿童。为了使实验任务更加真实,实验人员还给志愿者呈现了一个名叫莉娜的秘鲁贫困女孩的照片,以及一只由她编织的手镯。  实验结果表明,拥有G碱基的志愿者有超过20%的人将他们赢的所有钱都捐给了莉娜,但是拥有A碱基(即“吝啬基因”)的志愿者仅有不到2%的人能够像G型人这样慷慨。  通常,人类每4人中间大约就有1人携带有“吝啬基因”,他们表现得特别注重自己的钱财,比如时常讨要香烟而不是自己去买,或者定期借钱付公交车车票,但不怎么还钱。而且,那些携带“吝啬基因”的人比其他人捐赠给慈善机构的钱更少。  不过,吝啬的形成也不能完全归咎于基因。之前的研究已经表明,一个人慷慨与否只能部分地用基因来解释,诸如抚养、教育和宗教等其他因素也有不同程度的影响。

  • 【资料】进行基因遗传因子生物技术和医学生物研究的仪器

    进行基因遗传因子生物技术和医学生物研究的仪器俄罗斯科学院西伯利亚分院细胞遗传研究所特性:已经研究完成和正在制造用于进行分子遗传、医学物理和生物技术的工作:用于死骨基因的、在丙稀酰胺的和凝胶拟琼的电离子透入法的、真空迁移断列体和其它箱、室(请阅仪器的清单表)。目前正和瑞士Guest Elchrom Scientific公司有关电离子透入法设备的制造进行合作。这些仪器在工作中使用方便和简单,它们不低于类似Bio-Rad(美国)和LKB(瑞典)国外公司制造生产的模拟装置。设备是由可得到的材料(基本上是由有机玻璃)制造的并在价格上便宜50%。目前大部分仪器已准备成系列生产。已与科学委员会有关人的基因”签订了供应仪器设备的协议书。俄罗斯科学院和俄罗斯医学科学院大学已向我们订了货,同样瑞士Guest Elchrom Scientific公司也已向我们订了货。仪器明细表:1.用于在琼质凝胶中、10/20个样品的电离子投入法的小屋;2.用于在淀粉中的电离子投入法的小屋;3.用于在丙稀酰胺中的电离子投入法的小屋;4.电迁移室;5.逻辑运算室;6.48~96间隔的窗口室;7.真空迁移室;8.电动洗提器;9.装50 ml试管的离心杯;10.装10、25和50 ml的梯度器;11.用于10~15~22样品的聚四氟乙烯清除梳刀;12.用于清洗滤清器的漏斗;14.装吸移管的旋转式支架;13.磁混合器用的整套磁铁;15.在无菌操作室工作室用的滴液管支架把手;16.电极把手—“第三个手”;17.逻辑运算用的П型玻璃;18.夹玻璃用的紧定器;19.带冷却的在淀粉凝胶中(很小的)用于电离子透入法的小屋;20.用于SEA2000电离子透入法的小屋;21.用于玻璃滴液管的消毒器;22.切淀粉用的小桌;23.灌凝胶用的带有水准的小桌;24.用于染色、冲洗和察看УФ琼质凝胶的小槽。实际实施的情况:样品(24件样品的名称已列出明晰表)正在进行鉴定并在莫斯科、圣• 彼得堡、伊尔库茨克、符拉迪沃斯托科(海渗威)、克拉斯诺亚尔斯克、新西伯里亚、乌克兰、哈萨克斯坦医学和医学生物专业大学研究所中使用。专利的保护:没有。合作意向:提供产品;寻找投资者。单位名称:俄罗斯科学院西伯利亚分院细胞遗传研究所;单位地址:630090俄罗斯新西伯利亚州新西伯利亚市拉夫琳捷夫大街10号;单位电话:007 (3832) 33-35-26;单位传真:007 (3832) 33-12-78;单位电子信箱:E-mail: icg-adm@bionet.nsc.ru 单位网站:http://www.bionet.nsc.ru/。

  • Science最新专题:表观遗传学

    “表观遗传”使获得性遗传再次引起科学家的兴奋,短短数年,它已成为生命科学界最热门领域之一。以DNA为载体的中心法则仍是传递遗传信息的主要方式;而表观遗传可作为它重要的有益补充,而非你死我活的针锋相对。孩子维特式的多愁善感,可能缠绕他今后的一生;瘾君子吸毒之后生出的婴儿,长大后也有步父母后尘的可能;甚至不经意的一些习惯,都会影响后代……这听起来有些可怕。不过,经典遗传学家斩钉截铁的“不”字会给你些许安慰。传统知识告诉我们,后天的行为方式不会在短时间内遗传,需要漫长世代的自我选择;而所谓的“获得性遗传”,更是一度被当做反例“批判”。进化论泰斗达尔文曾经希望他的物种演化理论能让即使十岁的孩子也看得懂,然而大自然不会给人类这样的机会。人类发现,自身获得的知识越多,越不得不感叹生命的精妙和复杂。花相似 人不同7岁的奥利维亚和伊莎贝拉来自英国,她们是一对同卵双胞胎,拥有近乎完全一致的遗传信息。不过,两个女孩的命运却迥然相异。2005年6月,1岁的奥利维亚忽然高烧不退。血液化验的结果让大家大吃一惊:奥利维亚患上了急性白血病。因为是同卵双胞胎,医生连忙对伊莎贝拉也进行了检查,结果让人松了一口气:一切正常。在医生们的帮助下,小奥利维亚最终恢复健康,但医学专家们却遇到了一个困惑多年的难题:既然是同卵双胞胎,为何奥利维亚不断生病,而伊莎贝拉却非常健康呢?随着研究越来越深入,困扰医生的答案也将渐渐浮出水面。这些经典遗传学无法解释的现象,表观遗传学有望部分揭示。2009年,西班牙和美国的科学家在全基因组水平分析了一对同卵双胞胎的基因组:他们一方正常,一方患有红斑狼疮。研究人员发现,虽为同卵双胞胎,但双方个体对遗传信息的“表观修饰”存在大量差异――DNA甲基化水平不同。事实上,很多例子证明了“表观修饰”的存在。同样是2009年,来自拉什大学医学中心和塔夫茨大学医学院的科学家对一些小鼠的遗传基因进行人为突变,使其智力出现缺陷。当这些小鼠被置于丰富环境中进行刺激、并频繁与各物体接触两周后,它们原有的记忆力缺陷得到了恢复。数月后,小鼠们受孕。虽然它们的后代也出现了和母亲同样的基因缺陷,但没有接触复杂丰富的环境并受刺激的新生小鼠丝毫没有记忆力缺陷的迹象。在这篇发表在《神经科学》的文章中,拉里・费格博士谈到,发生在小鼠身上、把对环境的感应遗传下去的现象,在理论上被称为“表观遗传学”。“表观遗传学是指在基因组序列不变的情况下,可以决定基因表达与否、并可稳定遗传下去的调控密码。” 清华大学医学院表观遗传学与癌症研究所教授孙方霖曾如此介绍。也就是说,人类不仅有作为遗传物质的基因组信息,还有一套管理、调控、修饰基因组的密码指令系统。不同的个体,指令系统也不同。另外,这套密码指令还能在特定环境下发生改变。更神奇的是,改变后的指令很可能会遗传下去。然而,这套系统是如何发生改变并遗传,在相当长一段时间内并不为人知。

  • 【转帖】研究发现:适当节食有助于修复遗传基因创伤

    近日,日本滨松医科大学与三菱化学生命科学研究所的研究人员利用动物试验证实,通过适当节食的方法可以增加修复体内受创遗传基因的蛋白质的数量,而遗传基因受创被认为是有可能导致衰老和癌症的重要原因。这一成果不但有助于探索防止衰老的秘密,也为减肥有利于身体健康找到了新的论据。日本《每日新闻》报道了这一消息。   在以往的动物试验中,人们已经了解到适当的控制投喂食物的量可以延长动物的寿命。此次日本研究人员从一种可以修复遗传基因创伤的蛋白质“WRN”入手,调查其与食物摄取量之间的关系。结果显示,在使用兔子作为对象的试验中,与在1个月内得到充分饵料的一组6只兔子相比,另一组6只被减去30%卡路里摄取量的兔子的WRN数量要多出3倍。   此外,节食的兔子体内一种与长寿有关的蛋白质“SIRT1”也增加了3倍。研究人员进而用人的细胞进行实验,发现当加入可以抑制SIRT1活动的药剂时,细胞中WRN的数量就会减少。这证实适当限制卡路里的摄入可以使SIRT1增加,而SIRT1可以抑制WRN的流失。研究人员认为,这次发现使人们掌握了可以很容易地修复遗传基因创伤的原理,为人类找到抵抗衰老,延年益寿之路指明了方向。

  • 广州生物院开发出一种单核苷酸多态性检测生物传感器

    近日,中科院广州生物医药与健康研究院曾令文研究组成功开发出一种基于核酸等温链置换反应技术、T4连接酶反应与胶体金技术的单核苷酸多态性检测的生物传感器。 该生物传感具有以下三个特点:1.简单,无需复杂的检测仪器,仅需室温反应;2.高灵敏度,单次反应可检测约6个核酸分子;3.高特异性,可区分单碱基突变。该生物传感器克服了传统检测方法的操作技术复杂、耗时长、需要特殊仪器等缺陷。 该生物传感器可用于检测/诊断由单核苷酸多态性引起的遗传病、耐药性病原微生物、肿瘤等疾病易感基因。相关成果于7月6日发表在国际著名学术期刊Chemical Communications,2012,48(68): 8547-8549。 该项目由国家重大专项(2008ZX10004-004)、(2009ZX1004-109)经费资助。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201208/W020120830533626771243.jpg单核苷酸多态性检测生物传感器

  • 基因检测: “朱莉经验”非四海皆准

    今年5月美国影星安吉丽娜·朱莉依据特定基因检测结果,接受乳腺切除手术,以防乳腺癌变。这一“朱莉效应”如今远播海外,基因检测的热度在国内逐渐升温,以致某地出现根据基因检测评估酒量、烟瘾,甚至是幼童的天赋和未来优势。如此向基因“问卜”与“朱莉经验”挨得上吗?查基因真能助我们料事如神吗?http://www.ibioo.com/data/attachment/portal/201307/23/201831p6klrkntk8m1tb8k.jpg基因是DNA分子上的一个功能片断,是遗传信息的基本单位,是决定一切生物物种最基本的因子;基因决定人的生老病死,是健康、靓丽、长寿之因,是生命的操纵者和调控者。因此,哪里有生命,哪里就有基因,一切生命的存在与衰亡的形式都是由基因决定的。基因检测是通过血液、其他体液或细胞对DNA进行检测的技术,是取被检测者脱落的口腔黏膜细胞或其他组织细胞,扩增其基因信息后,通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测,分析它所含有的各种基因情况,从而使人们能了解自己的基因信息,预知身体患疾病的风险,从而通过改善自己的生活环境和生活习惯,避免或延缓疾病的发生。遗传学专业人士游识猷表示,说起基因检测就不能不谈及10年前美国、中国等6国科研人员共同绘制的人类基因组序列图。该图使科研人员对人类基因概况、基因指导合成蛋白质的特点、基因变化与疾病的相关因素,有了“跨越式”了解。但迄今专家能够掌握的基因与疾病的关联、基因变异探知方法,与预测实实在在的绝大多数疾病之间还有漫长距离,遑论品评后天性甚强的个性差异。有人把基因组图谱比喻成地图,好像拿着它就能随时知道我们脚下的路通往哪里。其实基因彼此间会相互调控,多种罕见的基因突变会“殊途同归”地引起某种看起来相同的病,某些基因功能会出现后天性可逆转、可遗传的改变,一个基因在不同发育时期或不同环境压力中的表现也会时好时坏。因此,基因的种种实际表达及其对人体的影响,远比形形色色的检测结果复杂得多。但朱莉所防范的乳腺癌是个特例,它是与基因突变直接相关的疾病。“朱莉的选择是理智的”,游识猷说,但若要评论这种抉择是否可以复制,就要权衡如此行事的付出与收益。朱莉体内的单个BRCA1基因突变有可能大幅提升患癌几率,只有在发现因果关联与此类同的突变后,才能考虑“防患于未然”的治疗手段。游识猷认为,虽然美国的“我与23对染色体”公司等商业机构已售卖了好几年的个人基因检测报告,但那些结论基本上“仅供娱乐”。它们要么是老生常谈的健康常识,要么模棱两可到只能让被检测者去猜。说到底,知道基因突变容易,了解为何突变及其影响就难了。

  • PCR技术在优生优育中的应用

    近年来经济发展迅猛,人民生活水平逐年提高,对自身及家人特别是下一代的身体健康愈来愈重视。另外,由于国内计划生育工作逐步走向深化,独生子女比较高,孩子的身体素质更成为长辈们关注的焦点。因此,怎样提高新生儿质量改善人类遗传素质,即优生优充已显得非常重要。优生优育的个体出生。①避免有严重遗传性疾病和先天性疾病的个体出生。②增进体力、智力优秀个体的繁衍。其中避免有严重遗传性疾病及先天性疾病个体出生是优生优育最基本的内容。从临床优生学角度分析具体工作包括在母亲妊娠期间对母亲及胎儿进行遗传学检查尽量排除常见的遗传性疾病个体的出生,另外在妊娠是期检查母亲是否患有某些易引起胎儿畸型的传染性疾病如弓型虫、风疹病毒、衣原体等感染。以往对遗传性疾病的检测主要使用染色体分析法,而临床绝大部分遗传性疾病是基因病而不是染色体病,染色体发析法不能检出的。若使用PCR基因扩增法联合单链构型多态性分析(sscp)、限制性片段长度多态性分析(RFCP)等位基因特异性寡核某酸(Aso)点杂交或差异PCR可以很方便地检出单个基因的突变而且其准确性可达95%以上,因此使这一问题得到了较好的解决。常见的易致胎儿畸型的感染性疾病原体主要有单疱病毒(HSVⅡ)、风疹病毒(RV)、人巨细胞病毒(HCMV)、弓形体(TOX)及沙眼衣原体(CT)。以往这些病原体感染诊断比较困难,主要靠培养法进行确诊,而培养法费时,代价昂贵,而且受到采样、样要保存及用药等因素的影响,基本不能在临床中推广。PCR基因扩增法因其高敏感性、高特异性非常适合这些疾病诊断及疗效跟踪,是最值得推荐的检验方法。  一、PCR基因扩增法在遗传性疾病产前诊断中的应用,遗传病是由于遗传物变化而引起的机体某一功能或缺陷或异常所致的疾病,其根本变化在于遗传物质。其类型包括单基因遗传病,染色体遗传病及多基因遗传病。遗传病诊断除询问病史,一般物理诊断,普通实验室检查及了解症状、体征外有特殊性。过去常应用系谱分析,染色体及性染色色质检验作为遗传病诊断的主要依据,再辅以相关的酶学分析从而作出诊断。随着分子生物不的迅速发展及其在遗传性病诊断中的广泛应用,基因诊断技术诞生,基因诊断技术为遗传病的临床诊断起了很大的促进作用。聚合酶链反应(PCR)技术是基因诊断主要技术之一。这种快速、灵敏的基因体外扩增技术与多种分子生物学手段相配合可以检出大部分已知的基因突变、基因缺失、染色体错位等,PCR技术日益成为遗传病诊断的最有效、最可靠的方法之一。以下举几个在国内有普遍意义的例子。  (一)、PCR检测地中海贫血;地中海贫血(Thalassemia)是一种遗传性慢性溶血性贫血病,是世界上最常见且发病北最高的一种单基因遗传病。在两广、贵州、四川等地发病率较高,在广西等地高达15%。地中海贫血是由于基因突变造成珠蛋白的不平衡,使结构正常的肽链合成量减少甚至没有合成表现为溶血性贫血。接受累基因种类分为α、β、γ等,其中以 α、β地贫为最常见,危害了最大。珠蛋白基因簇位于人6号染色短臂上,有两个重复基因基因位于α1、α2、两个α基因及其旁侧序列有很大的同源性,易出现染色体不等交换,导致α基因缺失-α地贫。α地贫基因部分缺失有α1基因部分缺失、α2基因缺失、α1及α2基因同时缺失及非缺失型地贫。可以应用PCR技术扩增α1、α2基因从而检测这些基因是否缺失、突变等,从而对α型地中海贫血作出诊断。β地中海贫血基因缺陷主要表现为基因序列中单一核苷酸的突变,或少数碱基的缺失、插入,使正常β珠蛋白肽链合成减注或缺失。应用位点特异性寡核苷探针(Aso)进行PCR产物斑点杂交即可对其作出诊断。   (二)、血友病,血友病是一组最为常见的遗传性凝血障碍,根据因子缺陷的不同分为甲、乙两型,(Ⅷ、Ⅸ因子缺陷),也有复合型血友病,但不常见。甲型血友病发病率为1/10000,Ⅷ因子基因位于G6PD基因附近,全长186Kb,大范围的基因重排(缺失、插入、重复)导致甲型血友病的病例很少,仅为Ⅷ因子缺陷的5%,大部分病人表现为单个或少数碱基的突变。由于Ⅷ因子基因长度为186Kb,突变位点多,而且新生突变频率高,从临床角度讲不能对每一个突变都检测,可对最为常见的几种突变类型进行检测,主要的检测手段是PCR结合RELP分析。乙型血友病发病率占血友病的20%,其基因变化及检测方法与甲型血友病类似。   (三)、苯丙酮尿症,苯西酮尿证(PKU)是一种常染色体隐性遗传病,患者因苯丙酸羟化酶转化为酷氨酸,使苯氨酸及其代谢物在体内大量蓄积,出现脑组损伤及不可逆性智力发育障碍。PKU患者出生时正常,新生儿一经确诊为PKU停止母乳喂养采用低苯丙氨酸钦食疗法8—10年,可使患者智力水平发展维持正常。由于低苯丙氨酸钦食非常昂贵,一般家庭难以承受,因此,施行产前诊断,防止患儿出生是最好的选择。PAH只在肝细胞中表达,不能用血细胞,成纤维细胞、羊水、绒毛细胞进行酶活性分析,只能进行基因诊断。PKU的基因变化并非全部PAH基因的缺失,而是以点突变为主要表现形式,而且其突变位点很多。必须使用PCR扩增结合,ASO,SSCP或使用扩增片段长度多态性分析(AmpFLA)进行检测,这些技术都较复杂,检验人员须经专业培训。   (四)、脆—X综合征,脆—X综合片(fragile-X Syndrome,Frax)是发病率最高的一种X-连锁的智力低下综合征(X-linked mental retardation XLMR)。因这种综合征与X染色体上的脆位点连锁而得名。大多数FRAX男性智商(IQ)低于50,并有随着年龄增长而下降的趋势。用人工酵母染色体(artificial yeast chromosome,YAC)克隆技术分离获得覆盖X-脆位点区域的YAC克隆,在这一克隆中获得一个能在人脑中表达的基因命名为FMR-1(fragile X mentai retardation-1),FMR-1的5‘端有一个CGG(精)三核苷酸串(CGG)n,正常人群中(CGG)n中存在多态性,重复序列为6-46个,当重复超过52个时,此区域的分裂呈不稳定,导致重复序列大幅度增加,无临床表现的携带者插入片段长度小于500bg,有临床表现者,长度都大于600BP而且伴有甲基化。人们将500bp作为前突变与全突变的分界线。对Frax的诊断以前用细胞遗传学的方法检测脆位点,实验条件严格,成功率不高。现在采用分子遗传学方法即可诊出前突变及全突变。用PCR扩增CGG重复序列,检测扩增产物的长度。突变基因的扩增片段增大,体细胞异质性时出现多条长度不等的扩增带甚至拖尾成一片,或者因为扩充的全突变插入片段过长超出PCR扩增能力而结果无扩增现象。

  • 【原创】用先进微生物监测方法研究深圳空气环境细菌总数和遗传多样性

    [font=宋体]深圳市是华南地区新兴的大都市,人口稠密,工商业、电子制造业发达,交通繁忙,从近年气象要素和污染指数的变化情况看,空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量总体有呈下降的趋势;深圳处于亚热带海洋季风气候带内,空气温湿,有利于空气微生物的生长繁殖,地面上人群呼吸带的微生物已经直接影响到人体健康。因此,监测深圳市区的空气微生物含量,对于提高深圳市区的大气环境质量和保障人体健康是十分必要的。[/font][font=宋体]随着深圳市经济的发展和车辆的增多,城市空气污染也越来越严重。通过对空气微生物含量指标进行监测可以反映出空气的污染程度以及对人群健康造成的威胁。深圳市生态监测中,关于空气微生物的常规监测主要采用传统的平皿沉降法,此方法存在较多误差;我们将先进的荧光显微镜法和变性梯度凝胶电泳法([/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体])引入监测工作中,作为深圳市生态监测体系中空气微生物监测方法的改进和补充。[/font][font=宋体][/font][size=3][b][font=宋体]变性梯度凝胶电泳法[/font][font=宋体][/font][/b][/size][font=宋体]分子生物技术克服了传统微生物培养技术的限制[/font][font=Times New Roman],[/font][font=宋体]可以更精确地揭示环境中微生物种群结构及其遗传的多样性,从而可以更加清楚的了解环境的变化及其与微生物的关系。其中,[/font][font=Times New Roman]PCR-DGGE[/font][font=宋体]技术在遗传多样性等研究方面的应用较为广泛。[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]技术是[/font][font=Times New Roman]rRNA[/font][font=宋体]基因测序中经常用到的一项[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]分离技术。由于不同种个体的[/font][font=Times New Roman]rRNA[/font][font=宋体]基因的长度较稳定,[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]能够将大小相似的不同序列[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]区分开,得到纯化的单一[/font][font=Times New Roman] rDNA[/font][font=宋体],以便进行测序,从而可以获得更多有关微生物群落遗传学上的信息,即群落遗传多样性等信息。应用变性梯度凝胶电泳技术,对不同环境样品中的细菌微生物群落的遗传信息进行对比分析,结合环境的理化等指标,可以得到受不同程度污染的环境样品中的微生物遗传多样性的异同、微生物种类的变化等方面的信息,从而通过微生物指标来反映环境受污染的程度。[/font][size=3][b][font=宋体]荧光显微镜法[/font][/b][/size][font=宋体]利用微生物指标监测环境污染与清洁度是一种快速灵敏的生物学检测方法,通过对微生物[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]的染色所采用的荧光显微镜方法,能够检测到环境中绝大部分不能够被培养微生物类群,可以较好的降低常规培养皿培养所造成的微生物总量的损失或者过低估计等误差。此外,荧光显微镜检测方法还具有直观,快捷等特点。[/font][font=宋体]目前,国内外将荧光显微镜方法应用于空气和海水中微生物的研究较为成熟可靠,并且得到了很好的研究结果;在土壤和沉积物中的微生物总数的研究上多采用培养皿的方法,我们希望通过前期的实验探索,可以将荧光显微镜的方法应用到土壤微生物总数监测工作中,并且与常规方法进行对比,检测该方法的可行性。[font=Arial]深圳空气环境微生物监测研究的区域为整个深圳市,测点集中在东部和西部区域,有杨梅坑、田心山、莲花山、羊台山和南山生态测站5个站点。[/font][/font][size=3][font=宋体][b]荧光显微镜分析[/b][/font][/size]使用Syber Green I 染色剂染色土壤环境的细菌DNA,蓝光激发后,发亮绿色荧光; 使用Olympus BX41显微镜,在油镜条件下随机选择10-20个视野计数被染色的细菌个体(细菌个数=平均视野中的细菌数量×滤膜的有效过滤面积/视野面积),进行荧光显微镜计数(10×目镜,100×物镜,1000×倍数)亮绿色荧光的细菌细胞。[b][font=宋体][size=3]分子生物学分析[/size][/font][/b][font=宋体]采用常规[/font][font=''''Times New Roman'''']DNA[/font][font=宋体]提取方法对深圳空气环境细菌样品总[/font][font=''''Times New Roman'''']DNA[/font][font=宋体]进行提取,得到的总[/font][font=''''Times New Roman'''']DNA[/font][font=宋体]电泳结果图谱;[/font][font=宋体]对测站的空气环境细菌样品[/font][font=Times New Roman]DNA[/font][font=宋体]进行降落[/font][font=Times New Roman]PCR[/font][font=宋体]扩增,得到[/font][font=Times New Roman]PCR[/font][font=宋体]产物,作为[/font][font=Times New Roman]DGGE[/font][font=宋体]的上样样品。[font=宋体]对降落[/font][font=''''Times New Roman'''']PCR[/font][font=宋体]扩增获得的产物进行琼脂糖电泳,[font=宋体]进行[/font][font=''''Times New Roman'''']DGGE[/font][font=宋体]实验([/font][font=''''Times New Roman'''']Touch Down [/font][font=''''Times New Roman'''']PCR[/font][font=宋体]产物)。[/font][/font][/font]

  • 自然遗传学:基因测序揭示乙肝病毒整合机制

    由礼来公司(Eli Lilly)牵头组建的独立的、非赢利性团体组织——亚洲癌症研究组(ACRG)和默克(Merck)公司(众所周知的美国和加拿大以外的MSD)以及辉瑞制药有限公司(Pfizer Inc.)联合全世界最大的基因组研究机构BGI共同宣布发表于《自然-遗传学》(Nature Genetics)杂志的研究结果:有关复发性乙型肝炎病毒(HBV)在肝细胞癌(HCC)中整合的一项全基因组研究。该项研究为同类当中的首次研究,从这项研究得出的结果或许对帮助提高肝细胞癌(HCC,全球范围内最常见的肝癌类型)诊断和治疗可以提供重要见解和看法。论文第一作者、新加坡国立大学和香港大学(HKU)名誉副教授Ken Sung博士说:“这项研究为乙型肝炎病毒(HBV)整合机制提出了新的见解和看法,这将推动肝癌和临床预后结局的影响。我们也期望可以通过进一步深入的研究调查来提高肝细胞癌(HCC)的诊断和治疗。”乙型肝炎病毒(HBV)整合被认为是肝细胞癌(HCC)发病的主要原因之一,研究人员已经证实乙型肝炎病毒(HBV)的DNA可以整合到宿主基因组中去,这样就会诱导宿主的染色体不稳定(绝大多数人类癌症的典型特征之一)或者改变内源性基因的表达及其功能的正常发挥。之前也曾有乙型肝炎病毒整合到HCC基因组的相关研究,但由于技术障碍以及样本量相对较小而使研究一直受到限制。在该项研究当中,ACRG,BGI和其他合作者对一个大样本队列的患有HCC的中国患者进行了全基因组测序,以期能通过此来描述全基因组整合模式,并确定乙型肝炎病毒整合的发生率。通过测序和分析,研究人员发现乙型肝炎病毒(HBV)整合是肝肿瘤事件中一个很普遍的现象,并且这种整合现象较邻近的正常肝组织(30.7%)来看,在肿瘤中的整合更常见(86.4%)。除外之前已经报道的TERT和MLL4基因,研究人员还发现另外三个新的基因(CCNE1,SENP5和ROCK1)与再发的乙型肝炎病毒的整合有关,而在这五个基因当中,每一个均在癌症形成以及进展过程中起很重要的作用。BGI负责该项目的主要研究者Hancheng Zheng表示:“对于(全球范围内)致力于更好地理解HCC中乙型肝炎病毒整合研究的科研人员/科研机构来讲,这项研究激起了他们的极大兴趣。也正是基于这些研究成果,我们可以更好地探讨乙型肝炎病毒整合的详细分子机制,以及整合带来的临床预后影响,这也必将推动发现并形成未来更好的肝癌治疗方法。”研究人员还注意到乙型肝炎病毒整合事件(复发)的数量与肿瘤大小、以及血清HBsAg和α-甲胎蛋白水平呈正相关。与那些肿瘤中较高数量的乙型肝炎病毒整合(n3)相比,肿瘤中没有检测到或低数量(n3)检测到乙型肝炎病毒整合的患者生存时间更长,这也表明乙型肝炎病毒整合事件是HCC患者的一个不良的预后指标。香港大学名誉教授、NUS和IMCB头颈肿瘤以及上海罗氏公司兼职教授John Luk说:“深入理解HCC中的再发性乙型肝炎病毒插入机制,有助于科学研究团体/机构明确肝癌的新的分子靶点,而这也正是有效治疗肝癌的瓶颈所在。”研究人员表示HBV整合所表现出的一些特点可能有助于病毒控制宿主肿瘤的某些特定基因。他们发现,HBV整合位点通常接近或插入整合的基因内,这可能正是HBV控制某些癌基因或肿瘤抑制基因表达的分子机制。研究观察到超过40%的整合在1,800[/col

  • 【原创大赛】质谱技术应用于中国遗传代谢性疾病现状及防控对策

    [align=center]质谱技术应用于中国遗传代谢性疾病现状及防控对策[/align]出生缺陷已成为我国重大公共卫生问题,防控形势严峻。1、出生缺陷不仅导致胎儿的结构异常,还导致出生后的功能异常,包括先天畸形、先天性代谢病、染色体异常、先天性宫内感染所致的异常,以及先天发育残疾如盲、登、智力障碍等;2、出生缺陷总发生率为5.5%,由于我国出生人口多,导致出生缺陷总数远远高于其他国家;3、随着人口政策的调整,高龄、高危孕产妇带来了更大的挑战。而其防控对策受到仪器方法的限制,无法准确的对体内内源性物质定性定量。出生缺陷的特点有:1、疾痛种类繁多且复杂,达上万种;2、病因复系,可由遗传因素,环境因素或两因相互作用所致;3、有些出生缺陷根据临床将征即可诊断,但有些缺陷需要的诊断手段要复杂些,需要特殊检测手段和方法;4、有的出生缺陷可于出生时表现,有些出生缺陷则在生后一段时间才显示出来;5、疾病负担重,保障体系尚待进一步的提高。出生缺陷防控可分为三个级别,一级预防最佳时机为婚前和孕前,目的是预防出生缺陷的发生,措施有法律法规,孕前增补小剂量叶酸,婚前医学检查,孕前健康检查,孕前筛查,健康教育,营养干预,出生缺陷咨询,遗传咨询等。二级预防最佳时机为孕期,目的是避免致死,严重致残缺陷儿出生。措施为产前超声筛查与诊断,PCD,产前Dowm综合征血清学筛查/NIPT,产前诊断技术(CVS, AC, FISH, BOB, CMA, CGH等)。三级预防最佳时机为新生儿时期,目的为先天性疾病早筛查及早诊断并及时有效治疗,措施有新生儿疾病筛查及诊断(包括听力筛查) ,出生缺陷的疾病治疗。出生缺陷防控标志性事件:1994年《母婴保健法》颁布;1996年出生缺陷检测机构达460家;2002年颁布《新生儿筛查技术规范》;2003年颁布《产前诊断管理办法》;2019年健康中国行动2030年计划。2018年中国出生缺陷精准防控的进展:2018年8月国家卫生能康委颁布《关于印发全国出生缺陷综合防治方案的通知》(国卫办妇幼发2018) 19号,总目的:构建覆盖城乡居民,涵盖婚前、孕前、孕期、新生儿和儿童各阶段的出生缺陷防治体系,为群众提供公平司及、优质高效的出生缺陷综合防治服务,预防和减少出生缺陷,提高出生人口素质和儿童健康水平。具体目标(到2022年)出生缺陷防治知识知晓率达到80%,婚前医学检查率达到65%,孕前优生健康检查率达到0%产前筛查率达到70%。新生儿遗传代谢性疾病缩查率达到90%,新生儿听力筛查率达到0%,确诊病LI治疗率均达到80%先天性心脏病、唐氏综合征、耳聋、神经管缺陷、地中海贫血等严重出生缺陷得到有效控制。2018年中国出生缺陷精准防控的进展金国出生缺陷防治人才培训项目:2018年正式启动, 2020年到2万人, 2019年扩展到3500人。首批启动12个省(山东、山西、辽宁、浙红、河南、湖南、湖北、福建、四川、贵州、甘肃、广西)。2019年扩展到24个省,国家投入2600 万+3780万,培训2400-3500人,集中培训一周,临床进修七周,线上学习四周。而质谱串联液相色谱技术应用于遗传代谢性疾病的筛查率逐年增加,各省均加大投入对我国遗传代谢性疾病的防控。新生儿遗传性疾病遇到空前的挑战与机遇:1、新生儿筛查的病转扩大,市场的规范;2、在关挂确在服务的同时,还需更加关挂诊断、治疗的后续服务;3、新生儿遗传代谢性疾病筛查、诊断与治疗的人才培养;4、新生儿筛查技术规范化的修订与出台;5、咨询与技术发展同步提高;6、基因筛查与诊断受到关注。

  • SCLC表观遗传基因

    [size=20px]SCLC[/size][size=20px]表观遗传基因[/size][size=14px] [/size][size=14px] [/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中重要的表观遗传沉默基因包括神经分化因子[/size][size=16px]1[/size][size=16px]([/size][size=16px]Neuronal differentintion1,NEUROD1[/size][size=16px])、神经元限制性沉默转录因子[/size][size=16px](repressor element-1 silencing transcription factor, REST)[/size][size=16px]、转录因子[/size][size=16px]2[/size][size=16px]、维甲酸受体和抗凋亡蛋白[/size][size=16px]B[/size][size=16px]淋巴细胞瘤[/size][size=16px]-2[/size][size=16px]([/size][size=16px]B-cell lymphoma-2, Bcl-2[/size][size=16px]),以及许多位于[/size][size=16px]3p[/size][size=16px]染色体上的基因,包括[/size][size=16px]RAS[/size][size=16px]相关区域家族[/size][size=16px]1A[/size][size=16px]基因[/size][size=16px](Ras association domain family 1A gene, RASSF1A)[/size][size=16px]及[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]等[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][21][/size][/sup][/font][size=16px]。神经母细胞特异性转移因子[/size][size=16px]1(Achaete-scute Homolog 1,ASCL1)[/size][size=16px]、[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]、人类核因子[/size][size=16px]I/B (human nuclear factor I/B, NFIB)[/size][size=16px]、[/size][size=16px]Bcl-2[/size][size=16px]在超级增强子区域富集,[/size][size=16px]MYCs[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]占据癌基因的调控区域并招募组蛋白修饰因子如组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶[/size][size=16px]1(lysine specific demethylase 1, LSD1)[/size][size=16px]来增强其转录。由抑癌基因调控区域的抑癌复合物多梳抑制复合物[/size][size=16px]2(polycomb repressive complex 2, PRC2)[/size][size=16px]导致的基因表达变化促使癌症进展,而混合系白血病蛋白[/size][size=16px]1/2[/size][size=16px]、混合系白血病蛋白[/size][size=16px]3/4(mixed linesage leukemia 1/2[/size][size=16px]、[/size][size=16px]mixed linesage leukemia 3/4, MLL1/2[/size][size=16px]、[/size][size=16px]MLL3/4)-[/size][size=16px]组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]27(histone 3 lysine 27, H3K27)[/size][size=16px]去甲基酶[/size][size=16px]UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat on chromosome X, UTX)[/size][size=16px]复合物([/size][size=16px]MLL3/4-UTX[/size][size=16px]去甲基化酶复合物)和组蛋白乙酰转移酶[/size][size=16px]CREBBP [cAMP response element-bin-ding (CREB)binding protein, CREBBP]/EP300(E1A associated p300, EP300)[/size][size=16px]的失活进一步促进了这一过程[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][22][/size][/sup][/font][size=16px]。由此可见,各种基因间的调节促成了[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]表观遗传改变,研究基因间的相互作用对阐明表观遗传机制至关重要。这里重点介绍以下几个基因。[/size][size=20px] CREBBP[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]是一种组蛋白乙酰转移酶,编码[/size][size=16px]CREB[/size][size=16px]结合蛋白[/size][size=16px](CBP)[/size][size=16px],在组蛋白乙酰化、染色质稳定性和转录激活中具有重要作用[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][23][/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]是[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的抑癌基因,可乙酰化多个组蛋白残基,包括组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]27(H3K27)[/size][size=16px]——转录增强子激活的关键位点。它促进[/size][size=16px]H3K27[/size][size=16px]乙酰化,正向调节[/size][size=16px]CDH1[/size][size=16px]、[/size][size=16px]E-cadherin[/size][size=16px]等细胞粘附基因的表达,其失活使[/size][size=16px]E-cadherin[/size][size=16px]表达下调并促进上皮间充质转化[/size][size=16px](Epithelial-mesenchymal transition,EMT)[/size][size=16px]从而促使[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]生长[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][24]2-8[/size][/sup][/font][size=16px]。但此过程可被[/size][size=16px]HDACI[/size][size=16px]逆转,使用[/size][size=16px]HDACI pracinostat[/size][size=16px]后,乙酰化的[/size][size=16px]H3K27(H3K27Ac)[/size][size=16px]和[/size][size=16px]E-[/size][size=16px]cadherin[/size][size=16px]表达水平增加,抑制[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]侵袭转移[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][25][/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]突变型的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系比[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]野生型的细胞系对[/size][size=16px]HDACI[/size][size=16px]治疗更敏感[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][26][/size][/sup][/font][size=16px]。此外,[/size][size=16px]EP300[/size][size=16px]基因突变在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中也较为常见,它亦可增强特异组蛋白残基[/size][size=16px]H3K27[/size][size=16px]乙酰化水平从而促进转录。[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]和[/size][size=16px]EP300[/size][size=16px]之间的合成致死性可能导致[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]失活的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]对[/size][size=16px]EP300[/size][size=16px]的药理抑制作用具有特异敏感性[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][24]10[/size][/sup][/font][size=16px],二者的作用机制仍需深入研究。[/size][size=20px] NFIB [/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]是核因子[/size][size=16px]I(NFI)[/size][size=16px]转录因子家族的成员,与基因组中的启动子、增强子和抑制子区域结合,在发育过程中调节几乎所有组织的大多数基因并维持染色质的开放状态及肿瘤细胞稳态[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][22]10[/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][27][/size][/sup][/font][size=16px]并能促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系侵袭、扩散和克隆性生长[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][28][/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]的靶基因可通过协同作用改变细胞的黏附和运动促使转移发生[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][22]10[/size][/sup][/font][size=16px]。肺上皮细胞分化和肺形态发生的主要调节因子[/size][size=16px]—[/size][size=16px]甲状腺转录因子[/size][size=16px]-1(Thyroid transcription factor-1 ,TTF-1)[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中表达上调。近期研究表明,[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]作为[/size][size=16px]TTF-1[/size][size=16px]的转录靶点与[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]、[/size][size=16px]TTF-1[/size][size=16px]共同构成[/size][size=16px]ASCL1/TTF-1/NFIB[/size][size=16px]调节轴调控[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的基因转录[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][29][/size][/sup][/font][size=16px],其在肿瘤发生和转移中的作用机制可能为治疗提供新靶点。[/size][size=20px]EZH2 [/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]作为[/size][size=16px]组蛋白甲基转移酶[/size][size=16px]诱导[/size][size=16px]组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]27[/size][size=16px]三甲基化[/size][size=16px](H3K27me3)[/size][size=16px],抑制基因转录,它[/size][size=16px]参与形成[/size][size=16px]PRC2[/size][size=16px],在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达[/size][size=16px],[/size][size=16px]可调控细胞凋亡和细胞周期及多种信号通路加速[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生发展[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][30]3708[/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]Murai[/size][size=16px]等[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][31][/size][/sup][/font][size=16px]证明[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]通过抑制[/size][size=16px]TGF-β-Smad-ASCL1[/size][size=16px]途径促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]进展。[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]与[/size][size=16px]lncRNA TUG1[/size][size=16px]结合可以调控[/size][size=16px]LIM-[/size][size=16px]激酶[/size][size=16px]2[/size][size=16px]的剪接变异体([/size][size=16px]LIMK2b[/size][size=16px])表达水平从而诱导[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的生长和化疗耐药[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][32][/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]表达水平与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]对顺铂的耐药性正相关[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][33][/size][/sup][/font][size=16px],[/size][size=16px]但与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的临床病理特征及术后生存期无明显相关性[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][30]3707[/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]Schlafen[/size][size=16px]家族人源性成员[/size][size=16px]11(schlafen family member 11, SLFN11)[/size][size=16px]与各种癌症对[/size][size=16px]DNA[/size][size=16px]损伤药物的敏感性有关,在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中表达下调。有研究发现[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]作为[/size][size=16px]SLFN11[/size][size=16px]的上游基因可抑制其表达,在使用[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]抑制剂后[/size][size=16px]SLFN11[/size][size=16px]表达上调。这提示标准化疗联合[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]抑制剂可能会降低[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的化疗耐药性[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][34][/size][/sup][/font][size=16px],[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]已成为与表观遗传相关的关键治疗靶点。[/size][size=20px] RASSF1A [/size][size=16px]RASSF1A[/size][size=16px]作为一种抑癌基因,是甲基化程度最高的基因之一,它的阴性表达与启动子区高甲基化及染色体缺失有关。[/size][size=16px]RASSF1A[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中的甲基化水平明显高于[/size][size=16px]NSCLC[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][35][/size][/sup][/font][size=16px],它的失活是[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生发展的关键步骤,对[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]早期检测和预后具有重要意义。[/size][size=20px] ASCL1[/size][size=20px]与[/size][size=20px]NEUROD1 [/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]是碱性螺旋[/size][size=16px]-[/size][size=16px]环[/size][size=16px]-[/size][size=16px]螺旋[/size][size=16px](BHLH)[/size][size=16px]转录因子,二者对于神经内分泌细胞及组织的分化十分重要。根据[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]的表达水平,[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系分为[/size][size=16px]SCLC-A[/size][size=16px]型(经典型)和[/size][size=16px]SCLC-N[/size][size=16px]型(变异型)。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]在经典型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]和具有神经内分泌特征的[/size][size=16px]NSCLC[/size][size=16px]中高表达,参与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生发展[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][36][/size][/sup][/font][size=16px]。研究显示,经典型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系的[/size][size=16px]ASCL1mRNA[/size][size=16px]表达水平很高,其特征是生长不贴壁,[/size][size=16px]MYCL[/size][size=16px]扩增,以及神经内分泌标志物如[/size][size=16px]DOPA[/size][size=16px]脱羧酶和胃泌素释放肽的表达。[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]在各种神经元系统的发育和成熟以及远端肺和神经内分泌肺形态的形成中起重要作用,它在变异型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中表达,细胞表现为生长迅速,[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]扩增,神经内分泌标志物丰度低。此外,[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]在[/size][size=16px]ED-SCLC[/size][size=16px](广泛期[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px])中高表达,并促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞迁移。由此可见,在表达[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系中,[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]是细胞存活生长的关键基因[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][37]97[/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]结合不同的基因组位点,调控不同的基因。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]靶基因包括[/size][size=16px]MYCL1[/size][size=16px]、[/size][size=16px]RET[/size][size=16px]、[/size][size=16px]SOX2[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]以及包括[/size][size=16px]δ[/size][size=16px]样蛋白[/size][size=16px]-3[/size][size=16px]([/size][size=16px]Delta-like protein 3,DLL3[/size][size=16px])在内的[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]通路的多个基因,而[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]靶基因为[/size][size=16px]MYC[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][38][/size][/sup][/font][size=16px]。由于二者在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中的靶基因差异很大,这些基因的差异表达可导致[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的异质性[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][37] 97[/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]SOX2[/size][size=16px]是[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的癌基因,在经典型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中,[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]可激活[/size][size=16px]SOX2[/size][size=16px]并与[/size][size=16px] SOX2[/size][size=16px]协同调节[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中[/size][size=16px]NE[/size][size=16px]分化或[/size][size=16px]EMT[/size][size=16px]标志物[/size][size=16px][[/size][size=16px]如无翅型[/size][size=16px]MMTV [/size][size=16px]整合位点家族成员[/size][size=16px]11[/size][size=16px]([/size][size=16px]wingless-type MMTV integration site family member 11,WNT11[/size][size=16px])[/size][size=16px]][/size][size=16px]的表达[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][39][/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]DLL3[/size][size=16px]是[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]抑制性配体,参与肺神经内分泌细胞的发育。它是[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]的下游靶点,受[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]正向调控。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]通过诱导[/size][size=16px]DLL3[/size][size=16px]调控[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]通路参与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生。针对[/size][size=16px]DLL3[/size][size=16px]的药物[/size][size=16px]--[/size][size=16px]罗伐匹珠单抗[/size][size=16px](Rova-T)[/size][size=16px]已用于治疗[/size][size=16px]SCLC[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][40][/size][/sup][/font][size=16px]。多巴胺和[/size][size=16px]cAMP[/size][size=16px]调节的磷酸化蛋白[/size][size=16px]MR 32000(DARPP-32)[/size][size=16px]及其[/size][size=16px]N[/size][size=16px]端截短的剪接变异体[/size][size=16px](t-DARPP)[/size][size=16px]可增强[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系抗凋亡能力。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]激活[/size][size=16px]DARPP-32[/size][size=16px]启动子,使[/size][size=16px] DARPP-32[/size][size=16px]和[/size][size=16px]t-DARPP[/size][size=16px]蛋白高表达,从而促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系生长[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][41][/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]表达与[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]扩增有关,[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]高的肿瘤对[/size][size=16px]Aurora[/size][size=16px]激酶抑制剂更敏感[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][37]101[/size][/sup][/font][size=16px]。生长抑素受体[/size][size=16px]2[/size][size=16px]([/size][size=16px]SSTR2[/size][size=16px])在细胞周期、血管生成等方面具有重要作用,它在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达,与肿瘤进展及预后有关。在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系及原发性[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中,[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]SSTR2[/size][size=16px]的表达呈正相关并有很强的相关性,但二者之间的关联仍需进一步研究[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][42][/size][/sup][/font][size=16px]。综上所述,[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系的生长、存活、迁移等方面具有重要作用,并与肿瘤进展及预后相关,二者及其靶基因也成为[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]治疗的研究靶点。[/size][size=20px]LSD1 [/size][size=16px]依赖于黄素腺嘌呤二核苷酸[/size][size=16px](FAD)[/size][size=16px]的去甲基化酶[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px],可以使组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]4[/size][size=16px]和[/size][size=16px]9[/size][size=16px]去甲基化[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][43]2[/size][/sup][/font][size=16px]。它结合在启动子区域,通过调控组蛋白甲基化和乙酰化来控制基因表达。[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达,与[/size][size=16px]EMT[/size][size=16px]、细胞增殖和分化、干细胞生物学和恶性转化密切相关[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][44][/size][/sup][/font][size=16px]。由于在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中的重要作用,[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]成为一种新的抗癌治疗靶点。[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]抑制剂可破坏[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]与氨基末端碱性氨基酸富集结构域[/size][size=16px](SNAG[/size][size=16px]结构域[/size][size=16px])[/size][size=16px]蛋白胰岛素瘤相关蛋白[/size][size=16px]1(insulinoma-associated protein 1, INSM1)[/size][size=16px]和独立生长因子[/size][size=16px]1B(growth factor-independent 1B[/size][size=16px],[/size][size=16px]GFI1B)[/size][size=16px]的相互作用,从而抑制[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]介导的神经转录,在体内外发挥抗肿瘤作用[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][45][/size][/sup][/font][size=16px],抑制癌细胞的分化、增殖、侵袭、迁移等。到目前为止,已经报道了许多[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]抑制剂,如[/size][size=16px]TCP[/size][size=16px]、[/size][size=16px]Ory-1001[/size][size=16px]、[/size][size=16px]GSK-2879552[/size][size=16px]、[/size][size=16px]IMG-7289[/size][size=16px]等。其中[/size][size=16px]Ory-1001[/size][size=16px]是一种新型高效的口服[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]抑制剂,它可抑制[/size][size=16px]LSD1-Notch-ASCL1[/size][size=16px]轴,激活[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]信号通路,抑制[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]表达,从而有效抑制[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的生长[/size][font='times new roman'][sup][size=16px][43]2[/size][/sup][/font][size=16px]。[/size][size=16px]LSD1[/size][size=16px]抑制剂的研究对开发新的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]靶向疗法有重要意义,为更多[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]患者带来希望。[/size]

  • 武汉大学分子遗传学 第二、三章

    第二章 遗传物质的基础——DNA的结构与性质2.1 核酸是遗传物质遗传物质这种特殊的分子必须具备以下基本特点:1.稳定地含有关于有机体细胞结构,功能,发育和繁殖的各种信息2.能精确地复制,这样后代细胞才能具有和亲代细胞相同的信息3.能够变异,通过突变和重组生物才能发生改变,适应和进化`遗传物质的发现1928年英国F Griffith 的肺炎球菌转化实验导致了遗传物质的发现。十年后O Avery 的体外转化实验弄清了这种转化因子的化学本质是DNA,而不是蛋白质或其他的大分子。1952年Hershey-Chase 的实验使遗传物质的结论得到了进一步的证实,而于1969年获得了诺贝尔医学生理学奖。`RNA也是遗传物质:如烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。2.2 DNA携带两类不同的遗传信息DNA几乎是所有生物的遗传信息的携带者,除开少数RNA 病毒之外。`DNA携带着两类不同的遗传信息:一类是负责蛋白质的氨基酸组成的信息,以三联体密码子进行编码另一类遗传信息是关于基因选择性表达的信息2.3 DNA和RNA的化学组成及双螺旋模型1.DNA和RNA的化学组成核酸包括DNA和 RNA。经水解成单核苷酸(nucleotides),单核苷酸由磷酸基团(phosphate group)和核苷(nucleotide)组成,核苷含有戊糖(pentose)和碱基(base)。DNA中戊糖是D-脱氧核糖,碱基是ATGC;而RNA中戊糖是D-核糖。碱基是AUGC。`2.DNA双螺旋模型的诞生美国J D Watson在芝加哥大学读本科时对鸟类赶兴趣,到了高年级时,他想了解基因是什么。1949年他带着这种想法进入了剑桥大学卡文迪实验室医学研究组,与物理出生的青年学者F Crick 合作,决定研究DNA的分子结构。Crick 在1946年读了薛定谔(E Schrodinger)的名著(生命是什么)后,舍弃物理学转向生命科学领域。刚到剑桥大学时Watson由于自己的化学与物理学基础较差而担心听不懂R Fr

  • 【原创大赛】SCLC表观遗传基因

    [size=20px]SCLC[/size][size=20px]表观遗传基因[/size][size=14px] [/size][size=14px] [/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中重要的表观遗传沉默基因包括神经分化因子[/size][size=16px]1[/size][size=16px]([/size][size=16px]Neuronal differentintion1,NEUROD1[/size][size=16px])、神经元限制性沉默转录因子[/size][size=16px](repressor element-1 silencing transcription factor, REST)[/size][size=16px]、转录因子[/size][size=16px]2[/size][size=16px]、维甲酸受体和抗凋亡蛋白[/size][size=16px]B[/size][size=16px]淋巴细胞瘤[/size][size=16px]-2[/size][size=16px]([/size][size=16px]B-cell lymphoma-2, Bcl-2[/size][size=16px]),以及许多位于[/size][size=16px]3p[/size][size=16px]染色体上的基因,包括[/size][size=16px]RAS[/size][size=16px]相关区域家族[/size][size=16px]1A[/size][size=16px]基因[/size][size=16px](Ras association domain family 1A gene, RASSF1A)[/size][size=16px]及[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]等[/size][font='times new roman'][size=16px][21][/size][/font][size=16px]。神经母细胞特异性转移因子[/size][size=16px]1(Achaete-scute Homolog 1,ASCL1)[/size][size=16px]、[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]、人类核因子[/size][size=16px]I/B (human nuclear factor I/B, NFIB)[/size][size=16px]、[/size][size=16px]Bcl-2[/size][size=16px]在超级增强子区域富集,[/size][size=16px]MYCs[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]占据癌基因的调控区域并招募组蛋白修饰因子如组蛋白赖氨酸特异性去甲基化酶[/size][size=16px]1(lysine specific demethylase 1, LSD1)[/size][size=16px]来增强其转录。由抑癌基因调控区域的抑癌复合物多梳抑制复合物[/size][size=16px]2(polycomb repressive complex 2, PRC2)[/size][size=16px]导致的基因表达变化促使癌症进展,而混合系白血病蛋白[/size][size=16px]1/2[/size][size=16px]、混合系白血病蛋白[/size][size=16px]3/4(mixed linesage leukemia 1/2[/size][size=16px]、[/size][size=16px]mixed linesage leukemia 3/4, MLL1/2[/size][size=16px]、[/size][size=16px]MLL3/4)-[/size][size=16px]组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]27(histone 3 lysine 27, H3K27)[/size][size=16px]去甲基酶[/size][size=16px]UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat on chromosome X, UTX)[/size][size=16px]复合物([/size][size=16px]MLL3/4-UTX[/size][size=16px]去甲基化酶复合物)和组蛋白乙酰转移酶[/size][size=16px]CREBBP [cAMP response element-bin-ding (CREB)binding protein, CREBBP]/EP300(E1A associated p300, EP300)[/size][size=16px]的失活进一步促进了这一过程[/size][font='times new roman'][size=16px][22][/size][/font][size=16px]。由此可见,各种基因间的调节促成了[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]表观遗传改变,研究基因间的相互作用对阐明表观遗传机制至关重要。这里重点介绍以下几个基因。[/size][size=20px]1 CREBBP[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]是一种组蛋白乙酰转移酶,编码[/size][size=16px]CREB[/size][size=16px]结合蛋白[/size][size=16px](CBP)[/size][size=16px],在组蛋白乙酰化、染色质稳定性和转录激活中具有重要作用[/size][font='times new roman'][size=16px][23][/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]是[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的抑癌基因,可乙酰化多个组蛋白残基,包括组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]27(H3K27)[/size][size=16px]——转录增强子激活的关键位点。它促进[/size][size=16px]H3K27[/size][size=16px]乙酰化,正向调节[/size][size=16px]CDH1[/size][size=16px]、[/size][size=16px]E-cadherin[/size][size=16px]等细胞粘附基因的表达,其失活使[/size][size=16px]E-cadherin[/size][size=16px]表达下调并促进上皮间充质转化[/size][size=16px](Epithelial-mesenchymal transition,EMT)[/size][size=16px]从而促使[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]生长[/size][font='times new roman'][size=16px][24]2-8[/size][/font][size=16px]。但此过程可被[/size][size=16px]HDACI[/size][size=16px]逆转,使用[/size][size=16px]HDACI pracinostat[/size][size=16px]后,乙酰化的[/size][size=16px]H3K27(H3K27Ac)[/size][size=16px]和[/size][size=16px]E-[/size][size=16px]cadherin[/size][size=16px]表达水平增加,抑制[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]侵袭转移[/size][font='times new roman'][size=16px][25][/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]突变型的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系比[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]野生型的细胞系对[/size][size=16px]HDACI[/size][size=16px]治疗更敏感[/size][font='times new roman'][size=16px][26][/size][/font][size=16px]。此外,[/size][size=16px]EP300[/size][size=16px]基因突变在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中也较为常见,它亦可增强特异组蛋白残基[/size][size=16px]H3K27[/size][size=16px]乙酰化水平从而促进转录。[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]和[/size][size=16px]EP300[/size][size=16px]之间的合成致死性可能导致[/size][size=16px]CREBBP[/size][size=16px]失活的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]对[/size][size=16px]EP300[/size][size=16px]的药理抑制作用具有特异敏感性[/size][font='times new roman'][size=16px][24]10[/size][/font][size=16px],二者的作用机制仍需深入研究。[/size][size=20px]2 NFIB [/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]是核因子[/size][size=16px]I(NFI)[/size][size=16px]转录因子家族的成员,与基因组中的启动子、增强子和抑制子区域结合,在发育过程中调节几乎所有组织的大多数基因并维持染色质的开放状态及肿瘤细胞稳态[/size][font='times new roman'][size=16px][22]10[/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达[/size][font='times new roman'][size=16px][27][/size][/font][size=16px]并能促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系侵袭、扩散和克隆性生长[/size][font='times new roman'][size=16px][28][/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]的靶基因可通过协同作用改变细胞的黏附和运动促使转移发生[/size][font='times new roman'][size=16px][22]10[/size][/font][size=16px]。肺上皮细胞分化和肺形态发生的主要调节因子[/size][size=16px]—[/size][size=16px]甲状腺转录因子[/size][size=16px]-1(Thyroid transcription factor-1 ,TTF-1)[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中表达上调。近期研究表明,[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]作为[/size][size=16px]TTF-1[/size][size=16px]的转录靶点与[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]、[/size][size=16px]TTF-1[/size][size=16px]共同构成[/size][size=16px]ASCL1/TTF-1/NFIB[/size][size=16px]调节轴调控[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的基因转录[/size][font='times new roman'][size=16px][29][/size][/font][size=16px],其在肿瘤发生和转移中的作用机制可能为治疗提供新靶点。[/size][size=20px]3 EZH2 [/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]作为[/size][size=16px]组蛋白甲基转移酶[/size][size=16px]诱导[/size][size=16px]组蛋白[/size][size=16px]H3[/size][size=16px]赖氨酸[/size][size=16px]27[/size][size=16px]三甲基化[/size][size=16px](H3K27me3)[/size][size=16px],抑制基因转录,它[/size][size=16px]参与形成[/size][size=16px]PRC2[/size][size=16px],在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达[/size][size=16px],[/size][size=16px]可调控细胞凋亡和细胞周期及多种信号通路加速[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生发展[/size][font='times new roman'][size=16px][30]3708[/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]Murai[/size][size=16px]等[/size][font='times new roman'][size=16px][31][/size][/font][size=16px]证明[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]通过抑制[/size][size=16px]TGF-β-Smad-ASCL1[/size][size=16px]途径促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]进展。[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]与[/size][size=16px]lncRNA TUG1[/size][size=16px]结合可以调控[/size][size=16px]LIM-[/size][size=16px]激酶[/size][size=16px]2[/size][size=16px]的剪接变异体([/size][size=16px]LIMK2b[/size][size=16px])表达水平从而诱导[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的生长和化疗耐药[/size][font='times new roman'][size=16px][32][/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]表达水平与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]对顺铂的耐药性正相关[/size][font='times new roman'][size=16px][33][/size][/font][size=16px],[/size][size=16px]但与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的临床病理特征及术后生存期无明显相关性[/size][font='times new roman'][size=16px][30]3707[/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]Schlafen[/size][size=16px]家族人源性成员[/size][size=16px]11(schlafen family member 11, SLFN11)[/size][size=16px]与各种癌症对[/size][size=16px]DNA[/size][size=16px]损伤药物的敏感性有关,在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中表达下调。有研究发现[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]作为[/size][size=16px]SLFN11[/size][size=16px]的上游基因可抑制其表达,在使用[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]抑制剂后[/size][size=16px]SLFN11[/size][size=16px]表达上调。这提示标准化疗联合[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]抑制剂可能会降低[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的化疗耐药性[/size][font='times new roman'][size=16px][34][/size][/font][size=16px],[/size][size=16px]EZH2[/size][size=16px]已成为与表观遗传相关的关键治疗靶点。[/size][size=20px]4 RASSF1A [/size][size=16px]RASSF1A[/size][size=16px]作为一种抑癌基因,是甲基化程度最高的基因之一,它的阴性表达与启动子区高甲基化及染色体缺失有关。[/size][size=16px]RASSF1A[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中的甲基化水平明显高于[/size][size=16px]NSCLC[/size][font='times new roman'][size=16px][35][/size][/font][size=16px],它的失活是[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生发展的关键步骤,对[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]早期检测和预后具有重要意义。[/size][size=20px]5 ASCL1[/size][size=20px]与[/size][size=20px]NEUROD1 [/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]是碱性螺旋[/size][size=16px]-[/size][size=16px]环[/size][size=16px]-[/size][size=16px]螺旋[/size][size=16px](BHLH)[/size][size=16px]转录因子,二者对于神经内分泌细胞及组织的分化十分重要。根据[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]的表达水平,[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系分为[/size][size=16px]SCLC-A[/size][size=16px]型(经典型)和[/size][size=16px]SCLC-N[/size][size=16px]型(变异型)。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]在经典型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]和具有神经内分泌特征的[/size][size=16px]NSCLC[/size][size=16px]中高表达,参与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生发展[/size][font='times new roman'][size=16px][36][/size][/font][size=16px]。研究显示,经典型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系的[/size][size=16px]ASCL1mRNA[/size][size=16px]表达水平很高,其特征是生长不贴壁,[/size][size=16px]MYCL[/size][size=16px]扩增,以及神经内分泌标志物如[/size][size=16px]DOPA[/size][size=16px]脱羧酶和胃泌素释放肽的表达。[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]在各种神经元系统的发育和成熟以及远端肺和神经内分泌肺形态的形成中起重要作用,它在变异型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中表达,细胞表现为生长迅速,[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]扩增,神经内分泌标志物丰度低。此外,[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]在[/size][size=16px]ED-SCLC[/size][size=16px](广泛期[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px])中高表达,并促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞迁移。由此可见,在表达[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]的[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系中,[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]是细胞存活生长的关键基因[/size][font='times new roman'][size=16px][37]97[/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]结合不同的基因组位点,调控不同的基因。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]靶基因包括[/size][size=16px]MYCL1[/size][size=16px]、[/size][size=16px]RET[/size][size=16px]、[/size][size=16px]SOX2[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NFIB[/size][size=16px]以及包括[/size][size=16px]δ[/size][size=16px]样蛋白[/size][size=16px]-3[/size][size=16px]([/size][size=16px]Delta-like protein 3,DLL3[/size][size=16px])在内的[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]通路的多个基因,而[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]靶基因为[/size][size=16px]MYC[/size][font='times new roman'][size=16px][38][/size][/font][size=16px]。由于二者在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中的靶基因差异很大,这些基因的差异表达可导致[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的异质性[/size][font='times new roman'][size=16px][37] 97[/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]SOX2[/size][size=16px]是[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]的癌基因,在经典型[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中,[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]可激活[/size][size=16px]SOX2[/size][size=16px]并与[/size][size=16px] SOX2[/size][size=16px]协同调节[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中[/size][size=16px]NE[/size][size=16px]分化或[/size][size=16px]EMT[/size][size=16px]标志物[/size][size=16px][[/size][size=16px]如无翅型[/size][size=16px]MMTV [/size][size=16px]整合位点家族成员[/size][size=16px]11[/size][size=16px]([/size][size=16px]wingless-type MMTV integration site family member 11,WNT11[/size][size=16px])[/size][size=16px]][/size][size=16px]的表达[/size][font='times new roman'][size=16px][39][/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]DLL3[/size][size=16px]是[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]抑制性配体,参与肺神经内分泌细胞的发育。它是[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]的下游靶点,受[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]正向调控。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]通过诱导[/size][size=16px]DLL3[/size][size=16px]调控[/size][size=16px]Notch[/size][size=16px]通路参与[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]发生。针对[/size][size=16px]DLL3[/size][size=16px]的药物[/size][size=16px]--[/size][size=16px]罗伐匹珠单抗[/size][size=16px](Rova-T)[/size][size=16px]已用于治疗[/size][size=16px]SCLC[/size][font='times new roman'][size=16px][40][/size][/font][size=16px]。多巴胺和[/size][size=16px]cAMP[/size][size=16px]调节的磷酸化蛋白[/size][size=16px]MR 32000(DARPP-32)[/size][size=16px]及其[/size][size=16px]N[/size][size=16px]端截短的剪接变异体[/size][size=16px](t-DARPP)[/size][size=16px]可增强[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系抗凋亡能力。[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]激活[/size][size=16px]DARPP-32[/size][size=16px]启动子,使[/size][size=16px] DARPP-32[/size][size=16px]和[/size][size=16px]t-DARPP[/size][size=16px]蛋白高表达,从而促进[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系生长[/size][font='times new roman'][size=16px][41][/size][/font][size=16px]。[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]表达与[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]扩增有关,[/size][size=16px]MYC[/size][size=16px]高的肿瘤对[/size][size=16px]Aurora[/size][size=16px]激酶抑制剂更敏感[/size][font='times new roman'][size=16px][37]101[/size][/font][size=16px]。生长抑素受体[/size][size=16px]2[/size][size=16px]([/size][size=16px]SSTR2[/size][size=16px])在细胞周期、血管生成等方面具有重要作用,它在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中高表达,与肿瘤进展及预后有关。在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系及原发性[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]中,[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]SSTR2[/size][size=16px]的表达呈正相关并有很强的相关性,但二者之间的关联仍需进一步研究[/size][font='times new roman'][size=16px][42][/size][/font][size=16px]。综上所述,[/size][size=16px]ASCL1[/size][size=16px]和[/size][size=16px]NEUROD1[/size][size=16px]在[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]细胞系的生长、存活、迁移等方面具有重要作用,并与肿瘤进展及预后相关,二者及其靶基因也成为[/size][size=16px]SCLC[/size][size=16px]治疗的研究靶点。[/size]

  • 转基因检测技术知多少~~~

    事件一:7月4日,俄罗斯总统普京签署法令,禁止在俄境内种植转基因作物、养殖转基因动物、生产转基因食品,并禁止俄罗斯进口转基因食品,违者将处以罚款。=======================================================================事件二:7月29日,美国总统奥巴马签署了一项有关转基因食品销售的法律,要求生产商在食品包装上标注其是否含有转基因成分,从而让消费者“买得明白”。======================================================================= 美俄两个超级大国在转基因领域的大动作,代表着一个趋势,那就是政府部门对转基因食品的监管会越来越严格,立法越来越完善,因此对检测的技术要求也会越来越高。那么目前国内转基因发展现状,转基因成分的检测技术都有哪些,依据什么原理,准确度怎么样呢,就由小编为大家简单介绍一下。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)统计报道,目前国内共批准60项转基因作物事件,分别为转基因玉米17项、转基因阿根廷油菜12项、转基因大豆10项、转基因棉花10项、转基因西红柿3项、转基因水稻2项、转基因杨树2项及转基因甜椒、转基因甜菜、转基因矮牵牛花和转基因木瓜各1项。转基因技术的核心是对物种遗传物质进行人为改造,导入外源基因,从而获得预期的目的性状。因此可以通过检测材料中是否含有外源启动子、终止子、标记基因、目的基因(抗虫、抗除草剂、抗病和抗逆等基因)及其表达产物来判断是否含有转基因成分。目前国内外对转基因成分的检测从原理上可以分为两类,基于外源蛋白靶标检测和基于外源核酸成分检测。基于外源蛋白靶标的检测技术主要是以免疫分析技术为基础,利用转基因作物产生的特定的外源蛋白与抗体的特异性识别进行检测和定量的技术。常见的基于外源蛋白靶标的转基因检测技术包括酶联免疫吸附技术(ELISA)、蛋白印迹(Western blot)检测技术、免疫层析试纸条技术及蛋白质芯片技术(Protein chip)等。ELISA方法和免疫层析试纸条法快速准确,但仅可检测一种目标蛋白,而蛋白质芯片可通过设计不同的探针阵列和特定的检测方法,使一次反应同时检测多个蛋白,具有通量高、微型且自动化等优点,但背景信号高、蛋白质活性难以长久保持。蛋白质检测方法往往不能检测加工食品,而且受目的蛋白质在转基因作物中的表达部位、表达时间及环境等的影响,限制了其应用。而核酸成分,尤其是DNA,因其稳定性好,在加工过程中不易降解,被广泛用于转基因检测中。基于外源核酸成分的检测方法主要包括 PCR 技术、恒温扩增技术、基因芯片技术等。PCR技术已经成为转基因作物及产品日常检测工作中应用最广泛的技术,国内以及国际发布的食品和饲料中转基因产品的检测标准方法大都采用的PCR技术原理,应用普通PCR方法或实时荧光定量PCR可以对检测样品进行定性和定量检测。在此基础上,新的PCR技术如巢式和半巢式 PCR、多重 PCR、PCR-免疫层析等技术也成功应用于转基因成分的检测中。同 PCR 检测技术相比,恒温扩增技术具有特异性强、等温高效、操作简单、耗时较短、产物易检测及设备要求低等优势, 在快速检测中具有良好的前景。基因芯片综合了 PCR 技术和分子杂交的优点,可用于一种转基因作物中多个基因的平行检测或对多种转基因作物进行同时检测,其快速简便、自动化、微型化、高通量、准确度高等优点,使其在转基因作物检测方面具有广阔的应用前景。数字 PCR 是一种基于单分子 PCR 的对DNA分子直接计数的绝对定量方法,不需要标准品作为参考,融合了定量 PCR的准确性及基因芯片的高通量,因此有望成为绝对定量新标准,也有潜力解决转基因检测通量和劳力成本的问题。目前, 国内外针对转基因成分的检测主要以DNA为检测对象的核酸扩增检测技术为主,但是却面临着两大挑战:1、Talen和CRISPR等基因组编辑技术在转基因研发中的应用;2、加工技术水平和加工精度的提高, 导致DNA的提取难度加大,提取质量下降。但是我们相信,正是在这些挑战的激励下,我们的检测技术会不断地发展,检测人员的水平也会不断地提高。行路难!行路难!多歧路,今安在?长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。

  • 武汉大学分子遗传学 第五章

    第五章 基因工程 5.1 基因工程的四大要素及其实施要点1.工具酶1)限制性内切酶2)连接酶3)修饰酶4)DNA聚合酶:A. DNA聚合酶I;B. Klenow fragmentC. T4 or T7 DNA polymeraseD. Taq DNA polymeraseE. RT: 依赖RNA的 DNA polymerase5)依赖于DNA的RNA聚合酶6)T4噬菌体多核苷酸激酶TK:磷酸化7)碱性磷酸酶:脱磷酸细菌碱性磷酸酶(B. Alkaline Phosphatase)小牛肠碱性磷酸酶(Calf intestinal Phosphatase) 2.目的基因的分离方法及其用途 分离方法基因分离的物理化学方法鸟枪法cDNA文库的建立与基因的分离直接从特定的mRNA中分离基因基因组文库的建立和基因的分离从蛋白质入手分离编码此蛋白的基因基因的化学合成利用PCR or RT-PCR分离基因 用途研究该基因的全貌与内涵,如详细分析其结构,功能及其调控与正常基因对比,寻找异常基因的异常点,进而探索疾病发生的分子生物学机理及治疗对策研究生物种系进化与相关同源性应用某种基因的大量表达,生产所需要的蛋白质或多肽改良某些目的基因,以改良品种建立基因疗法。选用某种正常基因,引入患者体内,治疗某些先天性遗传疾病。 3.基因工程载体一、定义二、载体具备3 的条件:三、载体的种类:质粒载体细菌用的表达载体λ载体粘粒载体M13噬菌体载体真核细胞用载体人工染色体(YAC,8 BAC,9 PAC,10 MAC) 4.受体细胞和重组基因的导入[si

  • 【第二届网络原创参赛】遗传小作坊里的大科学

    【第二届网络原创参赛】遗传小作坊里的大科学

    [color=#DC143C]我们的实验室隶属于遗传学科,在2001年被批准成立“分子细胞遗传与作物育种”校重点实验室。主要的研究内容是:1. 着丝粒蛋白与细胞增殖调控的研究:应用模式生物线虫,Hella细胞和其他细胞系,通过基因克隆、基因表达及其定位,着丝粒蛋白表达的调控及其与其他已知着丝粒蛋白的相互作用的研究,阐述新着丝粒蛋白在细胞中的定位,及其与细胞增殖状态和细胞分化的调控的作用。2. 植物特殊基因资源及抗逆分子遗传机理的研究:应用特殊基因资源植物好好芭、盐芥等,通过基因组学、蛋白质组学、比较转录组学等方法克隆植物抗逆基因新资源,进行功能鉴定。并通过抗逆资源基因与植物激素、信号转导途径的代谢组学的分子生物学研究,揭示抗逆响应的分子遗传机理。从而发掘新的资源基因,认识抗逆新途径,为作物抗逆遗传育种作出新贡献。[/color][B]带大家参观一下我们的实验室吧![/B]楼道里,还有放衣服及书包的柜子![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101508_175134_1856701_3.jpg[/img]平常做实验的屋子,呵呵,东西有些多啊![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101508_175135_1856701_3.jpg[/img]实验室的冰箱和摇床[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101508_175136_1856701_3.jpg[/img]细胞间外面[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101509_175137_1856701_3.jpg[/img]细胞培养箱[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101510_175138_1856701_3.jpg[/img]超净台,有人要做实验了[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101510_175139_1856701_3.jpg[/img]显微镜,包括倒置显微镜和荧光显微镜,这可是我们的宝贝啊![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101510_175140_1856701_3.jpg[/img]-80℃冰箱,实验室不可或缺的设备啊![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101511_175141_1856701_3.jpg[/img]烘箱,同样举足轻重![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101511_175142_1856701_3.jpg[/img]灭菌锅,别看是老式的,但是很好用的![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101512_175143_1856701_3.jpg[/img]组培室1—主要是组培苗[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101512_175144_1856701_3.jpg[/img]组培室2 ---这是大家种的苗苗[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101512_175145_1856701_3.jpg[/img]这是做分子实验的超净台哦[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101513_175146_1856701_3.jpg[/img]做核酸电泳的台子[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/10/200910101513_175148_1856701_3.jpg[/img][color=#DC143C]说实话啊,我们的实验室不算很好,甚至可以说有些落后,但就是这个小的实验室也做出了不小的成就啊,近年来发表了不少SCI的核心期刊,其中细胞方向的两篇论文影响因子达到了5,而植物方向发表的论文也在3左右;另外,我们实验室近两年来均有国家和北京的自然基金支持,相信未来的发展会更好的。PS:呵呵,我们不贪心,只要做好分内的工作,完成基金任务就行了![/color]

  • 药物基因组学的应用前景

    药物基因组学是上世纪九十年代末发展起来,基于药理学和基因组学,将传统的药物科学与基因、蛋白、单核苷酸多态性等知识结合起来的一门科学。正因为药物基因组学是研究基因序列变异及其对药物不同反应的科学,所以它是研究高效、特效药物的重要途径,通过它为患者或者特定人群寻找合适的药物,药物基因组学强调个体化;因人制宜,有重要的理论意义和广阔的应用前景。一、促进新药研发 由于药物基因组学规模大、手段强、系统性强,开辟了医药工业研究的新领域,可以直接加速新药的发现。首先药品制造商不仅把注意力放在可能引起疾病的基因上,而且对药物效应基因产生了兴趣,这些药物效应基因为新药研究提供依据。由于新一代遗传标记物的大规模发现,以及将其迅速应用于群体,流行病遗传学也可以大大推进多基因遗传病和常见病机理的基础研究。还可以帮助制药厂商在一些与基因和疾病相关的蛋白质、酶和RNA分子等基础上开发新药,这样不仅促进了药物的发现,还有利于开发出针对某一特定疾病的药物,从而增强疗效,并减少对健康细胞的损伤。对于每一个药物来说大约都有10-40%的人没有疗效,又百分之几的或更多的人有副作用。如果制药公司利用药物基因组学理论可以实现预见结果或筛选人群的话,可以大大增加新药的通过率,也可以对未通过药检的新药重新估价,这些药物中一个经常引用的例子是第一个非典型性抗精神活性药氯氮平(clozapine),在氯氮平的使用过程中,由于1%的病人服药后出现严重的粒细胞缺乏症,因而只有当其它药物使用后无效才使用。但是在粒细胞缺乏症的药物效应基因被确定后,极大地改善了氯氮平的使用,除极少数敏感的病人不能服用此药外,对于99%的病人来说,这一药物是一线治疗药物。在新药的临床试验研究中,如果事先知道人群可能对药物反应的话,如代谢酶的基因型,可以减少参试人群,试验的时间表也可以大大缩短。对药物有效或毒性变异的预测试验中,可用于筛选病人。经过药物效应基因突变筛选的受试者,可以加强临床试验的统计学意义,可以用更少的病例数达到所需的统计学意义,这样可以大大节约时间和费用。 二、用药个体化合理用药的核心是个体化用药。药物基因组学通过对患者的基因检测,如对一些疾病相关基因的单核苷酸多态性(SNP)检测,进而对特定药物具敏感性或抵抗性的患病人群的SNP差异检测,指导临床开出适合每个个体的“基因处方”,使患者既能获得最佳治疗效果,又能避免药物不良反应,真正达到“用药个体化”的目的。 医生在疾病的首次治疗过程中,往往需要临床实验来确定适合病人的药物,而药物基因组学则可以通过分析病人的遗传组成来确定最合理的治疗药物。这样就免去了先期用于药物选择的临床过程及由此带来的可能的副作用,并缩短了病热的康复期。更准确的用药剂量 通过基因组分析可以判断药物在体内的作用效果及代谢时间,并以此来确定不同个体的用药剂量,对比依据体重和年龄的方法,其具有更好的治疗效果,降低了过量服药的可能性。一些临床上经常出现的现象,例如两患者诊断相同、一般症状相同、血药浓度相同,但疗效却大相径庭,这些用传统的药代动力学原理是无法解释的。这时应考虑到与药物作用相关的位点(如受体等)是否发生了变异?是什么水平的变异?药物作用的位点的变异可能发生在基因水平,也可能发生在转录、翻译等水平,基因水平的变异相对比较容易鉴定,研究也表明基因的变异与药物效应的差异是更具相关性。研究基因突变与药效关系的药物基因组学正是适应了这一要求,因此药物基因组学在临床合理用药中的应用前景是非常之好的。将基因功能学用于合理用药,利用药物基因组学的技术和方法增加药物的有效性和安全性,减少不良反应,实现个体化、可预测及可预防的医疗,这就称之为临床药物基因组学。药物基因组学应用到合理用药中,弥补了只根据血药浓度进行个体化给药的不足,惟以前无法解释的药效学现象找到了答案,为临床个体化给药开辟了一个新的途径。这样药物基因组学原理为特定人群设计最为有效的药物,不仅提高了药效,缩短了病程,而且减少了毒副反应和成本,真正达到了“物美价廉”的要求。目前,已经有人将药物基因组学知识应用于高血压、哮喘、高血脂、内分泌、肿瘤等的药物治疗中。如原发性高血压是多因素诱发的疾病,对于许多患者,高血压药物的不同药效和耐受性与遗传变异有关。Ferrari发现,一种细胞骨骼蛋白(cytoskeletalprotein)、内收蛋白(adducin)的基因多态性与高血压的发病、对钠敏感性以及对利尿剂的效果相关。因此在抗高血压治疗需要用利尿剂时,可以对患者预先进行基因检测,以确定是否选择使用此药。通过对β2肾上腺素受体的基因多态性及其对β2肾上腺素受体激动剂的敏感性关系的研究,发现β2肾上腺素受体的基因多态性影响β2肾上腺素受体激动剂福莫特罗(formoterol)的脱敏效果,β2肾上腺素受体激动剂改善肺通气的作用对Gly纯合子个体明显比Arg纯合子个体要强,杂合子个体介于两者之间。 载脂蛋白E(APOE)的基因多态性,影响绝经后妇女用雌激素替代疗法(ERT)时的血脂和脂蛋白的浓度。人群中的APOE有3个等位基因:E2、E3、E4,ERT能使具有E2型基因的妇女血中总胆固醇含量大大高于E3、E4型。提示医生在绝经期妇女中使用ERT时,可事先检测患者的APOE基因,对具有E2型基因的妇女在治疗过程中密切监测甘油三酯浓度。如此,通过对不同个体的药物代谢相关酶、转运因子、药物作用靶点的基因多态性的研究,对突变的等位基因进行分离和克隆,在分子诊断水平上建立以聚合酶链反应(PCR)为基础的基因型分析方法,在治疗患者各种疾病前检测其基因型,更精确地选择适当的治疗药物和合适的剂量以减少不良反应的发生,对患者的治疗具有很大的意义。 随着基因分析技术的飞速发展,越来越多的药物效应的个体差异与基因多态性的关系被阐明,药物基因组学将更广泛地指导和优化临床用药。

  • 人类基因组单核苷酸多态性的研究进展与动态 【转贴】

    人类基因组单核苷酸多态性的研究进展与动态The research development of single nucleotide polymorphisms in human genome 摘要:第一张人类基因组序列草图已经公布,正式图预计也将于2003年4月完成。但序列图只基于少数个体,它反映了基因组稳定的一面,并未反映其变异或多态的一面,而正是这种多态性,即基因组序列的差异构成了不同个体与群体对疾病的易感性、对药物与环境因子不同反应的遗传学基础。人类基因组中存在广泛的多态性,最简单的多态形式是发生在基因组中的单个核苷酸的替代,即单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)。SNP通常是一种二等位基因的(biallelic),即二态的遗传变异,在CG序列上出现最为频繁。在转录序列上的SNP称为cSNP。SNP的数量大、分布广。按照1%的频率估计,在人类基因组中每100~300个核苷酸就有一个SNP。因此,整个人类基因组(3.2 X 109bp)中至少有1,100万以上的SNPs,在任何已知或未知基因内和附近都可能找到数量不等的SNP 目前普遍认为,作为数量最多且易于批量检测的多态标记,SNP在连锁分析与基因定位,包括复杂疾病的基因定位、关联分析、个体和群体对环境致病因子与药物的易感性研究中将发挥愈来愈重要的作用。迄今,对多基因疾病候选基因的SNPs研究已积累了丰富的数据,基于这些SNPs的关联分析也正方兴未艾。本文阐述了SNP的特征、不同研究者对基于SNP进行关联分析的观点以及SNP的研究进展与动态。 关键词: SNP;遗传标记;关联研究 中图分类号:Q75 随着分子遗传学的进展,疾病遗传学研究从简单的单基因疾病转向于复杂的多基因疾病(如骨质疏松症、糖尿病、心血管疾病、精神性紊乱、各种肿瘤等)与药物基因组学的研究中。与前者相比,多基因性状或遗传病的形成,受许多对微效加性基因作用,即其中每种基因的作用相对较微弱。这些不同基因构成的遗传背景中,可能有易感性主基因(major gene)起着重要作用。它们同时还受环境因素的制约,彼此间相互作用错综复杂,所以任一基因的多态性对疾病发生仅起微弱的作用。鉴于此,需要在人类基因组中找到一种数目多、分布广泛且相对稳定的遗传标记,单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)正是代表了这样一种标记,所以它成为继第一代限制性片段长度的多态性标记、第二代微卫星即简单的串联重复标记后,第三代基因遗传标记。 1. SNP作为遗传标记的优势 SNP自身的特性决定了它比其它两类多态标记更适合于对复杂性状与疾病的遗传解剖以及基于群体的基因识别等方面的研究。 (1)SNP数量多,分布广泛。据估计,人类基因组中每1000个核苷酸就有一个SNP,人类30亿碱基中共有300万以上的SNPs。SNP 遍布于整个人类基因组中,根据SNP在基因中的位置,可分为基因编码区SNPs(Coding-region SNPs,cSNPs)、基因周边SNPs(Perigenic SNPs,pSNPs)以及基因间SNPs(Intergenic SNPs,iSNPs)等三类。 (2)SNP适于快速、规模化筛查。组成DNA的碱基虽然有4种,但SNP一般只有两种碱基组成,所以它是一种二态的标记,即二等位基因(biallelic)。 由于SNP的二态性,非此即彼,在基因组筛选中SNPs往往只需+/-的分析,而不用分析片段的长度,这就利于发展自动化技术筛选或检测SNPs。主要的技术方法包括单链构象多态性(single strand conformation polymorphisms, SSCPs)法、异源双链分析(heteroduplex analysis, HA)、DNA直接测序分析、变异检测阵列(variant detector arrays, VDA)法以及基质辅助激光解吸附电离飞行时间(MALDI-TOF)质谱法等。 (3)SNP等位基因频率的容易估计。采用混和样本估算等位基因的频率是种高效快速的策略。该策略的原理是:首先选择参考样本制作标准曲线,然后将待测的混和样本与标准曲线进行比较,根据所得信号的比例确定混和样本中各种等位基因的频率。 (4)易于基因分型。SNPs 的二态性,也有利于对其进行基因分型。对SNP进行基因分型包括三方面的内容:(1)鉴别基因型所采用的化学反应,常用的技术手段包括:DNA分子杂交、引物延伸、等位基因特异的寡核苷酸连接反应、侧翼探针切割反应以及基于这些方法的变通技术;(2)完成这些化学反应所采用的模式,包括液相反应、固相支持物上进行的反应以及二者皆有的反应。(3)化学反应结束后,需要应用生物技术系统检测反应结果。目前许多生物技术公司发展出高通量检测SNP的技术系统,如荧光微阵列系统(Affymetrix)、荧光磁珠技术(Luminex,Illumina, Q-dot)、自动酶联免疫(ELISA)试验(Orchid Biocomputer)、焦磷酸的荧光检测(Pyrosequencing)、荧光共振能量转移(FRET)(Third Wave Technologies)以及质谱检测技术(Rapigene, Sequenom)。 2. 基于SNP的关联研究 如果某一因素可增加某种疾病的发生风险,即与正常对照人群相比,该因素在疾病人群中的频率较高,此时就认为该因素与疾病相关联。如非遗传因素吸烟与肺癌相关;在遗传因素中,如APOE4与Alzheimer`s相关。对疾病进行关联分析需要在年龄与种族相匹配的患者和对照人群中确定待测因素(环境的或遗传的)的频率分布,患者和对照人群的选择是否恰当直接影响结果的可靠性。对常见的由高频率、低风险等位基因导致的疾病,采用致病等位基因的关联分析比连锁分析更有效。 应用SNP进行关联研究,首先需明确多少SNPs才可满足在全基因组范围内的分析。Kruglyak应用计算机模拟法预测人类基因组中超过3Kb就不存在连锁不平衡,据此推出完成全基因组扫描将需要500,000个SNPs。而Collins等收集通过家系研究得到的常染色体单倍型的信息发现,在染色体上相距0.2cM到0.4cM(约200-400kb)之间的标记仍存在连锁不平衡,如按每100kb需要一个SNP计算,那么完成全基因组扫描仅需约30,000个SNPs,平均每3-4个基因用一个SNP就可识别出整个基因组内任何位置上的具表型活性的变异。最近发现SNP与SNP之间的连锁不平衡甚至可延伸到更远的区域(0.35cM-0.45cM),那么进行基因组扫描需要的SNP数量就更少。导致上述估算SNP 数量差异的主要原因是Kruglyak进行模拟计算时,假设现在的人群在5000年前起源于共同的祖先,且人群规模的有效大小保持在10,000左右,然后经过连续的指数扩增,直至达到现在的50亿左右。Collins认为这种假设是不现实的,在人类发展的历史过程中,人群数目的增长是迂回曲折的,经历扩张与萎缩的周期性变化。 Weiss等认为Collins及其同事的结果可能低估了问题的复杂性。因为他们的结果或是基于小样本资料推断出来的,就会使连锁不平衡(LD)程度的估算偏高;或是从理论上预测LD的水平,而忽略了基因组中大量的随机变异。如大多数位点的信息是来源于小样本中测序得到的资料,据此得到的单倍型结构不可靠。目前的研究集中于基因组中LD相对广泛存在的区域,在此区域内,基因相对容易作图。如基于这些经验来进行基因组其它区域的LD分析,就可能发生偏离。如两个相距较远的SNPs 之间具有强的LD性质,就认为它们之间的SNPs及该SNP侧翼的SNPs也存在强烈的LD,这种假设仅适合于其中一些多态位点,但它并不是通则。当然,在一些罕见人群中,如Saami,在较长的区域内广泛存在大量的LD,但对Fihland人群,则在较长区域内几乎不存在LD,对全球整个复杂人群而言,LD肯定变得更复杂一些。 Gray等认为随着人类基因组测序计划的进展,人类基因组的结构逐渐被阐明,因此就可在那些富含基因的区域选择SNP进行全基因组扫描,这样所需的SNP数量还会减少。Halushka等根据他们对75个基因检测的实验结果推测,SNPs在单个基因或整个基因组中的分布是不均匀的,在非转录序列中要多于转录序列,而且在转录区也是非同义突变的频率比其它方式突变的频率低得多。Templeton 等对LPL基因突变与重组热点的研究结果提示,SNP集中分布于基因组的CG二核苷酸处或单核苷酸重复区或αDNA聚合酶的识别位点(TGGA)处。将人类基因组不同区域物理图谱与遗传图谱的进行比较,发现遗传距离和物理距离的比值有很大的差异,提示基因组不同区域的重组水平存在差异。如Dunham等将22号染色体STR的物理位置与遗传位置进行了对比,发现该染色体的重组率差异很大,提示存在重组热点。根据基因组内不同区域重组频率的高低可进一步选择SNP的数量,重组热点需要的标记数量就多,相反就少。这种设计也可能会进一步减少基因组扫描所需的SNP标记。 使用SNP进行关联分析面临的另一个问题是如何选择SNP。如果对每一个SNP都进行独立研究,那么对几百万SNPs 的研究就会导致成千上万次的假关联,结果就掩盖真实的关联性,所以,进行关联分析前,一定要对所研究的SNP进行选

  • 武汉大学分子遗传学 第六章

    第六章 突变 6.1 概述 一、定义突变是一种遗传状态,可以通过复制而遗传的DNA结构的任何永久改变,都叫突变mutation 。所有突变都是DNA结构中碱基所发生的改变。携带突变的生物个体或群体或株系,叫突变体mutant。突变位点发生在基因内,该基因称为突变基因mutant gene;而没有发生突变的基因称为野生型基因wild type gene。如arg+ 为Arg合成的野生型基因,而突变的基因型写成 arg-, 即精氨酸合成缺陷型,其表型为 Arg-表现型。野生型和突变体的表现型和基因型的表示方法见表5-1。P161所有基因表型名称均用3个小写的斜体字母或小写字母在底下画线,而有关的具体基因则在3 个小写字母后用大写的斜体字母表示,如lacZ, lacZ。所有的表现型名称均用3个正写的字母表示(其中第一个字母大写),如Lac+ , Lac-。还有一些其他的特殊意义的突变表示方法,如抗性,敏感性,温度敏感性,无意义等突变。-r, -s, Ts, 有兴趣的自己看。引起突变的物理化学因素称突变剂mutagen。由于突变剂的作用而产生突变的过程或作用称为突变生成作用mutagenesis。简称突变分类:自发突变生成spontaneous mutagenesis——自发突变spontaneous mutation——自然突变体spontaneous mutant. 诱发突变生成,3. 简称诱变induced mutation——诱发突变induced mutaion——诱发突变体induced mutant.`二 突变分类从DNA碱基序列改变多少来分:单点突变和多点突变从对阅读框架的影响来看:由于插入缺失一个或两个碱基会引起移码框架突变从对遗传信息的改变来说:点突变可引起同一突变,错意突变,无义突变或无声突变(含中性突变和同8. 一突变)从突变表型对外界环境的敏感性来区分,可分非条件型突变和条件型突变,如温度敏感突变为条件型突变。从突变的效应背离或返回到野生型这两种方向来分:正向突变和回复突变突变位点也可能存在于负责基因调控的DNA序列中:启动子上升突变和启动子下降突变。产生表达方式的操作子突变或调节基因的突变叫做组成型突变constitutive mutation.

  • 新型基因检测技术实现丙肝个性化诊疗

    科技日报讯(戴欣郭阳虎)近日,解放军302医院临床检验医学中心科研人员开发出一种针对丙型肝炎患者的新型基因检测技术。该技术对患者本身的白介素28B基因进行多态性分析,在国内率先将多色荧光探针技术(PCR)运用于丙肝患者临床抗病毒疗效的预测和评估中。这为快速检测丙肝患者对某种抗病毒药物是否有效提供了重要依据,从而能更有效地指导临床医务人员准确选择用药,提升治疗效果。 由于患者身体基因型的不同而导致抗病毒用药使用疗效的差异,一直是广大医师用药的困扰。业界许多专家认为,丙肝患者体内白介素28B基因的分布与抗病毒疗效可能存在非常密切的关系,掌握其分布有助于更准确的用药选择。目前国内外科研人员已相继开发了多项针对这一基因位点的检测技术,但由于操作程序复杂、周期长、准确性较差,很难应用推广,给丙肝临床诊断治疗带来一定困难。 302医院的临床检验医学中心毛远丽和王海滨带领的课题组,通过对上千例丙肝患者基因样本进行分析、检测,成功研制出一套针对丙肝患者的抗病毒治疗易感基因检测技术。该技术对多组白介素28B的基因进行筛选,通过合成DNA序列探针,构建双色荧光PCR体系,通过对患者的染色体内白介素28B的基因进行多态性分析,从而得出患者本身个别基因突变的位点。运用该方法,一小时即可完成检测,快速准确,能为患者的临床治疗提供更加准确有效的诊疗依据。 该技术在国内率先将多色荧光探针技术运用于丙肝患者临床抗病毒疗效的预测和评估,大大提高了丙肝临床诊治水平,也标志丙肝个性化诊疗迈出了重要一步。它有助于临床医生更好地选择适合丙肝患者的个性化治疗方案,准确选择抗病毒药物的种类和治疗持续时间,有效缩短患者治疗时间的同时减少就医成本。来源:中国科技网-科技日报 作者:郭阳虎 2014年01月21日

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