基因芯片技术的研究进展与前景

《基因芯片技术的研究进展与前景》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基因芯R技术的研究进展与前景摘耍关键词基因芯片，遗传性疾痫，基因组汁划，一、基因芯什技术的产生背景基因芯片技术是伴随着人类蕋因组计划而岀现的一项高新生物技术。2001年6月公布了人类基因组测序工作草图；2002年出发飙了较高精确度和经过详细注解的人类基因组研究结果；2004年10月发表了己填补基冈组屮许多Gap片段的更精确的人类全基因组序列，标志人类基因组计划的完成和新时代的开始。随着人类基因组汁划的丌展，也同时进行了模式生物基因组测序工作。动物、棺物、细衛及病毒基因组等测序工作都己取得重人进展。随着各种蕋因组计划的实施和完成（有的即将完成），一个庞大的基因数据库

2、己经建成。怎样从海g的基因信息中发掘难因功能。如何研究成千上万难因在生命过程中所担负的角色；如何开发利川各种基因组的研究成果，将基因的序列与功能关联起來，认识基因在表达凋控、机体分化等方而的生物学意义；解释人类遗传进化、屯长发育、分化袞老等许多生命现象的奥秘；深入了解疾病的物质葙础及发生、发展过程；开发难因诊断、治疗和菇因工程药物并用来预防诊断和治疗人类几千种遗传性疾病……这些都将成为现代生物学面临的最大挑战。这样的背景促使人们研究和开发新的技术手段來解决后基因组时代面临的一系列关键问题。20世纪90年代初，为适应“后基因组时代”的到來，产牛.了一项新的技术，即以

3、基因芯片为先导的生物芯什技术。二、基因芯片的概念基因芯片（乂称DNA芯片、DNA微阵列）技术是基于核酸互补杂交原理研制的。该技术指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于400）探针分子固定于支持物上后与有荧光素等发光物质标记的样品DNA或RNA分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数景和序列信息，从而对基因表达的景及其特性进行分析。通俗地说，就是通过微加工技术，将数以万计、乃至百万计的特定序列的DNAR段（基因探针），有规律地排列固定于2cm2的硅八、玻片等支持物上，构成的一个二维DNA探针阵列，与计算机的电子芯片十分相似，只是在固相基质上

4、古高度集成的不是半导体管，而是成T•上万的网格状密集排列的基因探针，所以被称为基因芯片。三、基因芯•技术的分类1根据功能分类：基因表达谱芯片和DNA测序芯片两类。基因表达图谱芯片可以将克隆的成千上万个基因特异的探针或其cDNA片段固定在一块DNA芯片上，对于来源不同的个体、组织、细胞周期、发育阶段、分化阶段、病变、刺激（包括不同诱导、不同治疗手段）下的细胞内mRNA或反转录后产生的cDNA进行检测，从而对这个基因表达的个体特异性、组织特异性、发育阶段特异性、分化阶段特异性、病变特异性、刺激特异性进行综合的分析和判断，迅速将某个或某几个基W与疾病联系起来，极人地加快

5、这些基因功能的确定，同时可进一步研究基因与基因叫相互作用的关系，DNA测序芯片则是难于杂交测序发展起来的。其原理是任何线状的单链DNA或RNA序列均可裂解成一系列碱基数固定、错落而重叠的寡核苷酸，如能把原序列所有这些错落重叠的棼核苷酸序列全部检测出來，就可据此東新组建出新序列。2根据基因芯片所用基因探针的类型不M,4分为cDNA微阵列和寡核苷酸微阵列两大类。3根据应用领域的不同可称为各种专用型芯什，如：毒理学芯片、病毒检测芯片、表达谱芯片、诊断芯片、指纹图谱芯片、测序芯片等。四、基因芯片技术的4个技术环节1、芯片制备：主要足原位合成法和点样法。原位合成法适川于寡核

6、卄酸；点样法多川于大片段DNA,有吋也用干寡核苷酸。原位合成法括光导合成法和压屯合成法。其优点是反应量大，探针的密度高并且可以和其他芯片制备方法结合使川，一般用于较短的探针。点样法包拈接触式点样和非接触式点样乂称喷墨式打印。因点样法成本高，故适川于芯片上需要同一探针。2、样品的制备与标记：从待检细胞或组织中分离出DNA或RNA，经逆转录、PCR扩增、末端标记等操作，标记主要有荧光标记或M位素标记。现在常用M位素标记，以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。3、杂交反应：芯片上的牛.物分子间杂交反应是芯片检测关键的一步。选择最佳反应条件以减少生物分子间的错配率，从而获得

7、最能反映生物木质的倍号。影响杂交双链形成的因素包括靶标浓度、探针浓度、杂交双方的序列组成、盐浓度及温度等。4、信号检测与结果分析：荧光标记检测法常用的扫描仪有激光共聚扫描仪和电荷偶联装置(CCD)扫描仪。CCD扫描仪扫描速度快，不需要移动X-Y二维T•台且价格便宜，侃其灵敏度较低。激光丼聚扫描仪具有快速传输高质量倒象与数据的特性，几灵敏度高，是较理想的检测工具。五、基因芯片技术的应用基因芯片技术可以对大量的生物样品〒•行、快速、敏感、高效地进行基因分析，因而在DNA序列测定、基因表达分析、基W组研究、某因诊断、药物研究与幵发，以及丄业、食品与环境监测等领域得到广泛

8、应用。1、