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1、第卷第期生命科学,年月,文章编号一以一一以基因功能研究方法的新进展,杜玉梅左正宏厦门大学生命科学学院,厦门,,摘要随着生命科学的发展研究领域的不断开拓越来越多的未知新基因和基因的新功能被科学,研究这些未知新基因的功能和。家们发现己知基因的新功能成为了极其重要的一项内容本文对基因功能研究的最新方法进行了介绍。关键词基因功能功能预测生物信息学中图分类号一文献标识码一,一,,,,,诺贝尔奖获得者。第洲的分子生物学实验室年一次提。,出了人类基因组计划和人类基因组测序的可能性巧和日本的数据库‘,,。通过序列分析呼旨出癌症和其他疾病的发生都与基因中获得比
2、较,、,有关并指出测定人类整个基因组序列的途径和重工具如可以对基因序列资料。,,,要意义年人类基因组计划正式启动在中各类信息进行识别和比较寻找序列之间的同源,人类基,,多国科学家的共同努力下因组序列图已经性得到序列之间的进化关系建立基因序列结构,生命科学的研究,。完成己进入后基因组时代基因和功能的关系组的研究也从结构基因组学转向功能基因组学。目基因的时空表达谱分析,基前更大的挑战在于如何确定基因的功能和弄清全因的表达在个体发育的不同阶段以及在个体,,即基部的遗传信息这将是世纪生命科学研究的重要的不同组织和细胞类型中均不相同因表达的。。,,领域
3、时空性因此在研究一个基因的功能前要对本文将对以下研究基因功能的新技术及其新进基因的时空表达谱进行分析,包括和蛋白质展作。。一综述两个水平上的基因表达谱分析基因的生物信息学分析水平的表达谱分析研究水平的生物信息学以大规模序列信息产出为基本特基因表达谱分析常用的方法有、原位征,除了对人类基因的测序外,还包括了多种模式,生物体的基因组测序这些序列可以从美国的基因收稿日期一一修回日期一一库,、基因组序基金项目国家自然科学基金项目,、一列数据库欧通讯作者©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishing
4、House.Allrightsreserved.http://www.cnki.net生命科学第卷、一。,杂交等可对基因进行特的功能进行合理预测包括功能学上的预测和结构异和定量的检测,但测定效率不高,灵敏度也低,学。上的预测不能检出微小的基因表达量,同时实验中使用的放利用生物信息学进行功能学上的预测通过信射性物质。,对人和环境也有危害作为一种经典的基号肤序列预测分析初步判定基因的亚细胞定位,,,因表达量分析方法依然被广泛地应后可对其蛋白质的基本理化性质如氨基酸组。用原位杂交技术由美国耶鲁大学和盯于成、等电点等进行分析。再在已知的氨基酸序列的,
5、,。年首先创立广泛用于检测一个特异的基础上分析预测其高级结构之后采用、在某一种生物体或者组织细胞里的具体表达位和程序进行序列同源性分析,若新确定的置,对待测核酸分子进行定性、定量及定位分析。蛋白质与已确定的蛋白质显示出结构和功能上的相一一、一主要有半定量实时定量,则可以从似性和同源性已知基因的功能来预测未一一以及竞争性定量半定量操作简知的基因的功能。通过对蛋白质结构数据库的检索、,,便快捷但精确度不高多用于快速初步分析比较,可初步确定新基因是否属于某一基因家族或一,实时定量是近年来新发展起来的特异性超家族的新成员,然后运用和软、一强自动化程度
6、高竞争性则是将特异性件来进行多重序列比对和分子进化分析,利用这个。的目的序列同已知浓度的内标一起扩增通过基因家族中已知基因的结构、功能和它在生物体中,比较由内标获得的信号和目的模板所获得的信号的作用,来预测未知基因的结构与功能。确定目的模板的相对含量。从结构学方面预测基因的功能通过,近年来发展了一些新方法如表达序列标签串一或联排列连接数据库可以进行蛋白质功,。,和是能域的分析对推测新基因的功能提供有价值的信,应用含有型限制酶位点的寡核普酸引物产生息。再利用衍射和磁共振的方法,对蛋白质的分。在上固定的短这些与热子结构进行推导和探索,了解分子之间
7、的识别机制一,变性有关的锁状标点序列相邻因此可串联成和生化反应的原理,也可以预测蛋白质的功能。长阵列,然后通过高通量测序识别、分析。基因功能的实验学验证法研究的对象是用两种不同限制酶消化在对基因的功能进行合,理的预测后需要通过。、的样品用荧光标记的引物扩增毛细管电实验来进行研究和验。通常的研究策略是将基因证,泳分离这些标记的片断然后同时测定每个片断的导,通过该基因在体内的表入到一个细胞或个体中。精确长度通过电泳比较两个样品中每个点的强达情况,观察细胞生物学行为或个体表型遗传性状,。度自动识别不同表达基因的片段用大小的变化,从而鉴定基因的功能。
8、主要的方法有基因,精确的片段和片段旁侧序列查询特定物种的数据库敲除和敲入技术以及人工染色体技术等。此外,一,。得出片段信息而旁侧序列由限制酶消化而来查些新的技术,如
