哺乳动物转录因子DNA结合谱

基因差异表达是生物发育和对刺激作出应答的分子基础,转录因子在这种基因差异表达中发挥着重要的调控作用。因此,要弄清楚转录因子调控基因差异表达的机理,就必须鉴定出它们全部的靶基因并构建其操纵的转录调控网络。对基因组DNA的序列特异性结合是转录因子调控基因转录的关键环节,因此,要鉴定转录因子的靶基因,就必须从它们与DNA相互作用的分子水平,鉴定它们能够识别并结合的全部DNA序列,即转录因子DNA结合谱。近年来随着DNA微阵列芯片和高通量DNA测序技术的产生和快速发展,出现了建立转录因子体内及体外DNA结合谱的一系列革命性的新技术,对该领域的研究带来重大影响。这些新技术主要包括建立转录因子体内DNA结合谱的染色质免疫沉淀-芯片技术(ChIP-chip)和染色质免疫沉淀-测序技术(ChIP-Seq),以及建立转录因子体外DNA结合谱的双链DNA微阵列芯片技术(dsDNA microarray)、指数富集配体系统进化-系列分析基因表达技术(SELEX-SAGE)、结合-n-测序技术(Bind-n-Seq)、多重大规模并行SELEX技术(MMP-SELEX)、凝胶迁移实验-测序技术(EMSA-Seq)和高通量测序-荧光配体互作图谱分析技术(HiTS-FLIP)。文章将对这些新技术做一综述。     

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微阵列芯片在皮肤分枝杆菌感染中的早期诊断价值

目的研究DNA微阵列芯片在皮肤分枝杆菌感染早期诊断中的临床应用价值。方法应用传统方法(包括病理学以及培养和测序鉴定)和DNA微阵列芯片技术对6例临床疑似皮肤分枝杆菌感染患者的皮肤组织进行检测。结果 6例患者的发病诱因多有海鲜接触史或外伤史,表现为单发或是呈淋巴管样排列模式;传统的细菌培养有5例患者阳性,经过测序鉴定分别为海分枝杆菌4例、龟分枝杆菌1例;DNA微阵列芯片技术检测6例患者均为阳性,其中海分枝杆菌5例,龟分枝杆菌1例;DNA微阵列芯片技术阳性率(6/6)高于传统的培养技术(5/6),此外检测时间也远低于传统培养技术。结论DNA微阵列芯片技术具有简便、快速、高敏感等特点,可鉴定皮肤分枝杆菌感染的致病菌种,为临床做出早期诊断和治疗提供依据。     

应用微阵列技术筛选PS1TP1基因转染细胞差异表达基因

阐明乙型肝炎病毒(HBV)前-S1蛋白反式激活蛋白1(PS1TP1)的表达对于肝细胞的基因表达谱的影响.应用基因芯片技术对于pcDNA3.1(-)和pcDNA3.1(-)-PS1TP1分别转染的HepG2细胞的基因表达谱进行分析.以肝癌细胞系HepG2基因作为模板,应用聚合酶链反应(PCR)技术扩增PS1TP1基因片段,以常规的分子生物学技术构建表达载体pcDNA3.1(-)-PS1TP1.以脂质体技术转染肝母细胞瘤细胞系HepG2,提取总RNA,逆转录为cDNA,与转染空白表达载体pcDNA3.1(-)的HepG2细胞进行DNA芯片分析并比较.在4096个基因表达谱的筛选中,发现有8个基因表达水平显著上调,14个基因表达水平显著下调.PS1TP1基因的表达对于肝细胞基因表达谱有显著影响.DNA芯片技术是分析反式调节靶基因的有效技术途径.     

致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭分子标志物的筛选

目的：筛选致心律失常型右室心肌病引起心力衰竭的分子标志物。方法：从本院的心脏病组织库中挑选5例病理诊断明确和各方面资料比较齐全的致心律失常型右室心肌病引起心力衰竭的心脏病标本(来源于心脏移植的受体),与年龄、性别和种族等因素相匹配的正常对照心脏组织(来源于心脏移植的供体)进行全基因组表达芯片的比较研究。提取致心律失常型右室心肌病的左心室组织RNA,同时提取正常对照心脏相应部位的RNA。应用晶芯人类全基因组寡核苷酸微阵列基因表达谱芯片(含有人类基因35,000个),筛选致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭基因表达谱的改变。应用实时定量荧光反转录聚合酶链式反应(real-time RT-PCR)验证致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭基因表达改变的真实性和准确性。 结果：应用基因表达芯片研究方法共筛选出78个差异表达基因,其中有35个基因在致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭中表达升高,而另有43个基因表达降低。其中变化较多的基因属于与代谢相关的基因。对其中36个差异表达基因应用real-time RT-PCR的方法进行了验证,差异表达基因的准确性在75%,并首次报告了心钠素在致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭中表达明显升高。结论：本研究在世界上首次应用基因表达芯片的方法,观察了致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭基因表达谱的改变,为致心律失常型右室心肌病引起的心力衰竭分子机制的阐明和寻找疾病特异的分子标志物,以用于鉴别诊断、判断病情和预后及指导个性化治疗奠定了基础。     

应用微阵列技术筛选PS1TP1基因转染细胞差异表达基因

阐明乙型肝炎病毒(HBV)前S1蛋白反式激活蛋白1(PS1TP1)的表达对于肝细胞的基因表达谱的影响。应用基因芯片技术对于pcDNA3.1()和pcDNA3.1()PS1TP1分别转染的HepG2细胞的基因表达谱进行分析。以肝癌细胞系HepG2基因作为模板,应用聚合酶链反应(PCR)技术扩增PS1TP1基因片段,以常规的分子生物学技术构建表达载体pcDNA3.1()PS1TP1。以脂质体技术转染肝母细胞瘤细胞系HepG2,提取总RNA,逆转录为cDNA,与转染空白表达载体pcDNA3.1()的HepG2细胞进行DNA芯片分析并比较。在4096个基因表达谱的筛选中,发现有8个基因表达水平显著上调,14个基因表达水平显著下调。PS1TP1基因的表达对于肝细胞基因表达谱有显著影响。DNA芯片技术是分析反式调节靶基因的有效技术途径。     

用聚类法分析受抗真菌物质处理后的酵母细胞全基因表达谱

微阵列DNA芯片技术可以并行分析成千上万个基因的表达情况,它为研究药物的作用机制提供了一个新的高效技术平台.用9种已知和未知作用机理的抗真菌化合物处理酵母细胞,并得到酵母细胞的全基因表达谱,然后对其进行聚类分析.结果表明作用机制类似的化合物具有相近的聚类关系.两性霉素B和制霉菌素、酮康唑和克霉唑都是已知的作用机制类似的抗真菌药物.通过对基因表达谱进行聚类分析,发现前一组和后一组分别被聚类在一起.另外已知澳洲茄胺抑制的是细胞膜上麦角固醇的合成,聚类分析表明它与酮康唑,克霉唑的聚类很靠近.对微阵列DNA芯片产生的基因表达谱进行聚类分析,由于作用机制相似的药物会被聚类在一起,因此根据未知药物和已知药物的聚类关系,可以了解未知药物的作用机制,这对于加速新药开发的步伐具有十分重要的意义.     

DNA微阵列(或芯片)技术原理及应用

DNA微阵列或芯片(DNA microarray or chip)技术是近年发展起来的又一新的分子生物学研究工具.它是利用光导化学合成、照相平板印刷以及固相表面化学合成等技术,在固相表面合成成千上万个寡核苷酸探针,或将液相合成的探针由微阵列器或机器人点样于尼龙膜或硅片上,再与放射性同位素或荧光物标记的DNA或cDNA杂交,用于分析DNA突变及多态性、DNA测序、监测同一组织细胞在不同状态下或同一状态下多种组织细胞基因表达水平的差异、发现新的致病基因或疾病相关基因等多个研究领域.     

基因表达谱微阵列网络数据库在肿瘤研究中的应用

基因表达谱微阵列数据库是一类可提供存储、查询、下载分析的在线网络数据库,在肿瘤相关领域的研究中提供了大量的数据来源。由于微阵列分析对于无生物/医学信息学专业背景的研究人员仍然有较多困难,致使该数据库的使用尚未普及。本文从数据查询、下载分析和使用方法等方面对常用基因表达谱微阵列数据库进行概述,并对现阶段基因表达微阵列数据库的应用策略进行总结,旨在帮助该领域研究的初学工作者了解数据库的基本知识并推动其在科研工作中的应用。     

乙型肝炎肝硬化患者外周血单核细胞基因表达谱研究

目的：探索基因表达谱技术在肝硬化形成的分子生物学机制研究及其诊断方法研究的应用。方法：应用含8192个人体cDNA的微阵列芯片和来自外周血单核细胞的标记cDNA,分析慢性乙型肝炎、肝炎肝硬化各15例基因表达谱。通过CenePix4000B扫描芯片仪和ImaGene3．0软件分析Cy3、Cy5两种荧光信号的强度和比值。结果：在8192个基因中,2组中筛选出有差异的基因60个,占0．73％,其中主要是炎症、凋亡基因、细胞外基质蛋白基因、细胞生长调节基因,占71．6％。结论：基因表达谱技术可为乙型肝炎肝硬化形成的分子生物学机制及其诊断研究提供大量有益的生物学信息。     

乙型肝炎肝硬化患者外周血单核细胞基因表达谱研究

目的 :探索基因表达谱技术在肝硬化形成的分子生物学机制研究及其诊断方法研究的应用。方法 :应用含 81 92个人体cDNA的微阵列芯片和来自外周血单核细胞的标记cDNA ,分析慢性乙型肝炎、肝炎肝硬化各 1 5例基因表达谱。通过GenePix40 0 0B扫描芯片仪和ImaGene3.0软件分析Cy3、Cy5两种荧光信号的强度和比值。结果 :在 81 92个基因中 ,2组中筛选出有差异的基因 60个 ,占 0 .73% ,其中主要是炎症、凋亡基因、细胞外基质蛋白基因、细胞生长调节基因 ,占 71 .6%。结论 :基因表达谱技术可为乙型肝炎肝硬化形成的分子生物学机制及其诊断研究提供大量有益的生物学信息     

病毒感染相关基因微阵列的制备及其在HBV感染应答基因筛选中的应用

为筛选乙型肝炎(乙肝)病毒(HBV)感染应答基因,探讨HBV感染分子机理,采用生物信息学分析、筛选宿主细胞中与乙肝病毒、丙型肝炎(丙肝)病毒、流行性感冒(流感)病毒等感染密切相关的基因,设计并合成寡核苷酸探针,制备了含231种病毒感染相关基因的寡核苷酸微阵列.利用此微阵列比较HepG2细胞、HepG2.2.15细胞之间的基因表达谱差异,筛选乙肝病毒感染候选应答基因,从分子水平对乙肝病毒感染作用机理进行初步研究.制备的病毒感染相关基因表达谱微阵列的监测结果显示,阳性对照和看家基因探针出现较强信号,空白点样液和阴性对照探针未出信号,大部分基因探针信号强度在可分析范围内,上矩阵和下矩阵反映的基因表达情况一致,证明微阵列的特异性、敏感性、重复性都较好.HepG2.2.15与HepG2细胞基因表达谱比较结果显示,28个宿主基因在HepG2.2.15细胞中高表达,包括ASGR1、AFP、Fibronectin、APOC等基因;4个基因低表达,包括RRM1、ICSBP等基因.初步筛选获得HBV感染候选应答基因.此结果表明,制备的微阵列敏感性、特异性、重复性好,可为研究病毒宿主相互作用关系提供技术平台,应用此微阵列筛选获得的HBV候选应答基因可为揭示HBV感染的分子致病机理提供新的信息,为抗HBV药物研究提供潜在的作用靶点.     

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芯片技术在微生物学研究中的应用

DNA芯片技术作为一种高通量的核酸分析方法,已经成为“后基因组时代”中研究海量序列信息的重要分析工具之一。本简述了目前一些常用以及和新出现的DNA芯片的技术原理,并从微生物基因表达谱研究,微生物基因组学研究以及微生物检测鉴定研究等多个方面概述了DNA芯片技术在微生物学中的应用,同时在对DNA芯片技术的不足进行简要分析的基础上,展望了其进一步应用的前景。     

微阵列技术在植物学上的应用进展

微阵列技术(又称生物芯片技术)是在国际上近几年才发展起来的高新技术。高效、快速、高通量的微阵列技术已获得了飞速的发展,并被广泛地应用于生命科学的研究之中。本文主要讨论了它在植物生物学中的应用。例如植物DNA测序、基因表达分析、检测基因突变和多态性位点等。     

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。     

DNA微阵列在结核分枝杆菌研究中的应用

高密度DNA微阵列技术可以通过一次杂交获得大量的基因组信息,广泛用于基因组结构和基因表达谱分析。本文简介DNA微阵列技术在结核分枝杆菌的功能基因组学,致病机理以及耐药机制,诊断等方面的应用。     

DNA微阵列技术在细菌感染后宿主反应研究中的应用

感染性疾病是病原微生物和宿主紧密相互作用的结果。深入理解宿主对病原微生物感染发生反应的分子基础是预防感染性疾病发生和组织损伤的必要条件。本文通过介绍体内、体外2种感染模型中宿主对细胞内和细胞外致病菌感染后的基因表达谱变化,简述了DNA微阵列技术在病原菌一宿主相互作用中宿主反应研究中的应用。     

转录因子XBP1S基因表达谱差异分析

目的 应用基因表达谱芯片技术了解XBP1S在肝细胞中可能上调或下调的基因,了解其可能的调节功能线索.方法 构建pcDNA3.1（-）-XBP1S真核表达载体,转染HepG2细胞,同时以空载体pcDNA3.1（-）处理相同细胞系作为对照.48 h后制备细胞裂解液,提取mRNA,应用基因表达谱芯片技术对差异表达mRNA进行检测和分析.结果 构建的表达载体经过限制性内切酶分析和DNA序列测定,证实准确无误,提取高质量的总mRNA并进行逆转录成为cDNA,进行基因表达谱芯片技术分析.经过差异基因表达谱的筛选,发现HepG2细胞转染XBP1S以后,有38个基因表达水平显著上调,30个基因表达水平显著下调.结论 成功构建XBP1S的真核表达载体pcDNA3.1（-）-XBP1S,运用基因表达谱芯片技术成功筛选了XBP1S转染细胞后的差异表达基因,这些差异表达基因包括细胞周期、蛋白质的翻译合成及运输、能量代谢、体内免疫调节、细胞凋亡及细胞内的信号转导等方面起重要作用及肿瘤发生相关的基因,为进一步阐明XBP1S可能存在的调控机制及XBP1S蛋白可能的生物学功能提供理论依据.     

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。