基因芯片发展史.doc

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1、基因芯片的制备及应用摘要i因芯片技术颐W阿翻应胺删高新技术是各学科交叉综合的崭新科学。其原理是采用光导原位合成或显微印刷等方法将大量DNA探针片段有序地固化予支持物的表面然后与已标记的生物样品屮DNA分了杂交再对杂交信号进行检测分析就可得出该样品的遗传信息。的进展该技术可用于DNA测序基因表达及基因纟H.图的研究基因诊断新基因的发现药物筛选给药•个性化等等所以为二十一世纪生物医药铺平道路将为報个人类社会带来深刻广泛的变革促进人类早口进入生物信息时代。关键词基因芯片微阵列基因诊断药物筛选一、基因芯片的制备基

2、本过程1DNA方阵的构建选择硅片、玻璃片、瓷片或聚丙烯膜、尼龙膜等支持物并作相应处理然麻采用光导化学合成和照相平板印刷技术可在硅片等表面合成寡核甘酸探针或者通过液相化学合成寡核廿酸链探针或PCR技术扩增基因序列再纯化、定量分析由阵列复制器或阵列机及电脑控制的机器人准确、快速地将不同探针样品定量点样于带止电荷的尼龙膜或硅片等相应位置上再由紫外线交联固定后即得到DNA微阵列或当片。2样品DNA或mRNA的准备。从血液或活纽.织中获取的DNA/mRNA样品在标记成为探针以前必须进彳亍扩增提高阅读灵敏度。Mosa

3、icTechnologies公司发展了一种固相PCR系统好丁•传统PCR技术他们在靶DNA上设计一对双向引物将其排列在丙烯酰胺薄膜上这种方法无交叉污染且省去液相处理的繁锁LynxTherapeutics公司提出另一个革新的方法即大规模平行間相克隆这个方法可以对一个样品中数以万计的DNA片段同时进行克隆且不必分离和单独处理每个克隆使样品扩增更为有效快速。在PCR扩增过程中必须同时进行样品标记标记方法有荧光标记法、生物素标记法、同位素标记法等。3分了杂交样rViDNA与探针DNA互补杂交要根据探针的类型和长度

4、以及芯片的应用来选择、优化杂交条件。如用于基因表达监测杂交的严格性较低、低温、时间长、盐浓度高若用于突变检测则杂交条件相反。芯片分子杂交的特点是探针固化样品荧光标记一次可以对大量生物样品进行检测分析杂交过稈只要30mino美国Nangon公司采川控制电场的方式使分了杂交速度缩到lmin英至几秒钟。徳国癌症研究院的JorgHoheisel等认为以肽核酸为探针效果更好。4杂交图谱的检测和分析用激光激发芯片上的样品发射荧光严格配对的杂交分了•其热力学稳定性较高荧光强不完全杂交的双键分了热力学稳定性低荧光信号弱不

5、到前者的1/351/52不杂交的无荧光。不同位点信号被激光共焦显微镜或落射荧光显微镜等检测到由计算机软件处理分析得到侑关基因图谱。日前如质谱法、化学发光法、光导纤维法等更灵敏、快速有取代荧光法的趋势。二、基因芯片的应用1测序基因芯片利用固定探£1•与样品进行分了杂交产生的杂交图谱而排列出待测样品的序列这种测定方法快速而具有十分诱人的前景。Markchee等用含135000个核昔酸探针的阵列测定了全长为16.6kb的人线粒体基因组序列准确率达99,Hacia等用含有48000个寡核廿酸的高密度微阵列分析了黑

6、猩猩和人BRCA1基因序列养异结果发现在外显子11约3.4kb长度范围内的核酸序列同源性在98.2到83.5Z间示了二者在进化上的高度相似。2基因表达水平的检测用基因芯片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上力个基因的表达情况oSchena等采用拟南芥基因纟R内共45个基因的cDNA微阵列其屮14个为完全序列31个为EST检测该植物的根、叶组织内这些基因的表达水平用不同颜色的荧光索标记逆转录产物麻分别与该微阵列杂交经激光共聚焦显微扫描发现该植物根和叶组织屮存在26个基因的表达并异而参与叶绿素合成的C

7、AB1基因在叶组织较根组织表达高500倍。Schena等用人外周血淋巴细胞的cDNA文库构建一个代表1046个基因的cDNA微阵列来检测体外培养的T细胞对热休克反应示不同基因表达的差异发现有5个基因在处理示存在非常明显的高表达11个基因屮度表达增加和6个基因表达明显抑制。该结果还用荧光索交换标记对照和处理组及RNA印迹方法证实。在HGP完成之后用于检测在不同生理、病理条件下的人类所基因芯片的制备及应用摘要i因芯片技术颐W阿翻应胺删高新技术是各学科交叉综合的崭新科学。其原理是采用光导原位合成或显微印刷等方法

8、将大量DNA探针片段有序地固化予支持物的表面然后与已标记的生物样品屮DNA分了杂交再对杂交信号进行检测分析就可得出该样品的遗传信息。的进展该技术可用于DNA测序基因表达及基因纟H.图的研究基因诊断新基因的发现药物筛选给药•个性化等等所以为二十一世纪生物医药铺平道路将为報个人类社会带来深刻广泛的变革促进人类早口进入生物信息时代。关键词基因芯片微阵列基因诊断药物筛选一、基因芯片的制备基本过程1DNA方阵的构建选择硅片、玻璃片、瓷片