❶ 基於計算機高通量研究基因表達的方法有哪些
轉錄組研究象包括mRNA非編碼RNA等新代高通量測序技術全面快速獲特定細胞或組織某狀態幾乎所轉錄本序列信息表達信息准確析基表達差異、基結構變異、篩選標記(SNPs或SSR)等命科重要問題 基表達譜測序直接某物種或特定細胞某功能狀態產mRNA進行高通量測序用研究基表達差異情況該技術結合轉錄組測序建庫實驗與轉錄組測序相比基表達譜測序要求讀更短測序通量更僅用於基表達差異研究 轉錄組測序RNA水平測序相於DNA水平基組測序框架表達譜主要研究基表達量變化調或降先要轉錄組或基組才做表達譜否則沒Ref做參考 轉錄組測序表達譜測序其實都通高通量測序技術進行轉錄組測序主要針沒參考基組(即基組未完測序)物種側重於獲材料全部轉錄組信息;表達譜則側重於檢測各基表達
❷ 列舉3種研究基因在體內表達方式的試驗方法
目的比較不同途徑遞送質粒DNA至Balb/c小鼠體內所誘導的報告基因表達效果。方法將編碼熒光素酶(luc+)蛋白的重組質粒(pGL-3-CMV)或空載體質粒pGL-3-basic以肌肉注射或電脈沖方法將10μg或100μg上述質粒注入小鼠股四頭肌,基因槍法以三槍接種質粒於小鼠腹部(2μg質粒DNA/4.5Mpa/槍)。於質粒注入後24~144h,檢測小鼠體內的熒光素酶活性。結果肌肉注射10μg的小鼠未檢測到熒光素酶的表達;肌肉注射100μg、電脈沖法遞送10μg和100μg質粒的小鼠,接種後48h體內熒光素酶活性達到峰值,遞送100μg的小鼠體內表達量明顯高於10μg的小鼠。基因槍免疫小鼠在接種24h達到峰值。結論電脈沖和基因槍介導的基因遞送方式基因表達水平遠遠高於傳統注射方法,是基因疫苗免疫遞送的可靠方法
❸ 研究植物基因表達的組織特異性的方法有哪些多多益善
研究植物基因表達的組織特異性的方法有哪些多多益善
從DNA到蛋白質的過程叫基因表達(gene expression),對這個過程的調節即為基因表達調控(regulation of gene expression or gene control)。 基因調控是現代分子生物學研究的中心課題之一。因為要了解動植物生長發育規律。形態結構特徵及生物學功能,就必須搞清楚基因表達調控的時間和空間概念,掌握了基因調控機制,就等於掌握了一把揭示生物學奧秘的鑰匙。基因表達調控主要表現在以下幾個方面:①轉錄水平上的調控;②mRNA加工、成熟水平上的調控;③翻譯水平上的調控; 基因表達調控的指揮系統有很多種,不同生物使用不同的信號來指揮基因調控。原核生物和真核生物之間存在著相當大差異。原核生物中,營養狀況、環境因素對基因表達起著十分重要的作用;而真核生物尤其是高等真核生物中,激素水平、發育階段等是基因表達調控的主要手段,營養和環境因素的影響則為次要因素。
❹ 研究某一基因的轉錄水平上的表達,有哪些實驗手段
常用的方法有普通的RT-PCR,以及real-time RT-PCR,以及northern blot,現在也有人用數字PCR。
❺ 新基因功能的研究方法
基因功能的研究思路主要包括:
1.基因的亞細胞定位和時空(發育期或梯度葯物處理濃度, 不同組織/器官)表達譜;
2.基因在轉錄水平的調控(可以通過genome walking PCR或通過已有的資源庫尋找該基因的啟動子等轉錄調控區域, 通過單雜交或ChIP等技術, 尋找該基因的轉錄調控蛋白)
3.細胞生化水平的功能研究(也就是蛋白蛋白作用復合體的尋找驗證,具體方法有酵母雙雜交, GST pulldown, co-IP, BRET, FRET, BiFc等等,對該基因的表達產物做一個細胞信號轉導通路的定位)
4.gain-of-function & loss-of-function: 也就是分別在細胞和個體水平,做該基因的超表達和knockdown(或knockout), 從表型分析該基因的功能.
功能研究應從完整的分子-細胞-個體三個層次研究, 綜合分析.
關於基因的表達和定位,可以這樣去做:
1. mRNA水平檢測基因表達:選擇表達目的基因的組織/細胞(發育不同時期、機體不同部位、加處理因素...),提取RNA,反轉錄,做RT-PCR或real time RT-PCR,檢測基因的表達情況/變化。
(或者以northern blot、Rnase protection assay方法,檢測基因的mRNA表達情況/變化。)
2. 蛋白質水平檢測基因表達:選擇相應的組織/細胞,以Western blot、免疫組化(OR免疫熒光)檢測目的蛋白的表達。
3. 檢測目的蛋白的細胞定位:將目的基因克隆至帶熒游標簽(如GFP)的表達載體,在適合的模式細胞中表達,在活細胞中觀察蛋白的細胞定位。
❻ 研究基因表達的方法
真核基因表達研究方法與應用
1、基因敲除技術 (Gene Knockout)
注意事項:
(1)、有合適的胚胎幹細胞(embryonic stem cells);
(2)、有已知的單拷貝基因位點;
(3)、用線性載體或不能自我復制的載體。
2.蛋白質相互作用(Pull-down assay)Science, 289:1550-1554 (2000)
NFkB基因表達後導致細胞炎症,而NFkB基因的活化受炎症誘發因子的刺激。IKKα、IKKβ及NEMO(NFkB-essential modifier)抑制NFkB基因的表達。
3、導彈葯物--葯物導向治療
腫瘤或癌細胞表面通常過量表達某些特徵性蛋白質(如人乳腺癌細胞表面的28 kD 蛋白),可作為腫瘤導向治療的作用靶。將抗體的某些部分與外毒素相連接,就可以把毒素直接送到病變細胞表面,有效地殺死病變細胞,保護健康細胞。
❼ 基因過表達的原理 步驟 應用
基因過表達的基本原理是通過人工構建的方式在目的基因上游加入調控元件,使基因可以在人為控制的條件下實現大量轉錄和翻譯,從而實現基因產物的過表達。
基因過表達的步驟是:
1,構建克隆。將目的基因連接在特定的載體上,載體種類依據表達系統差異而不同。在載體上一般含有增強基因轉錄的promoter,不同系統中採用的promoter完全不同。
2,將克隆導入表達細胞中。在大腸桿菌,酵母和哺乳動物細胞中,構建的外源質粒直接導入細胞即可,這個過程稱為轉化或轉染。對於昆蟲表達系統,構建的質粒還需要先轉座成為桿狀病毒基因組才能用於轉染。
基因過表達的應用:大腸桿菌表達系統,酵母表達系統,昆蟲表達系統,哺乳動物細胞表達系統和體外翻譯系統(無細胞體系)。
❽ 如何開展基因表達研究
摘要:眾所周知,在不同的情況下,在不同的組織中,基因表達的水平也不同。如今,研究人員可利用多種技術來追蹤基因表達水平的差異,如定量PCR、晶元或測序。對於這些技術平台,如何選擇?如何開展數據分析和驗證?且看看專家的回答。
眾所周知,在不同的情況下,在不同的組織中,基因表達的水平也不同。如今,研究人員可利用多種技術來追蹤基因表達水平的差異,如定量PCR、晶元或測序。《Genome Technology》雜志這一次請來了幾位科學家,讓他們分享一下應如何選擇這些技術。此外,研究人員也談到了解決質量控制和數據分析的問題,以及如何驗證基因表達研究的發現。
Q1:您如何評估哪種方法(晶元、定量PCR或測序)最適合基因表達研究?
Gary Hardiman(加州大學聖地亞哥分校)
答案在很大程度上取決於研究的目的。傳統的qPCR最適合於少量目標和大量樣品。晶元和RNA-seq最適合於整體的轉錄譜分析。晶元和RNA-seq之間的選擇在於成本、數據處理的輕松程度以及檢測靈敏度。
晶元實驗的優勢在於它們很快,相對廉價,且數據存儲和處理較為輕松。在很短的時間內可生成兩個樣品之間差異表達基因的列表,並用於指導通路、基因本體、網路/互作組的分析,為兩個樣品之間的生物學差異提供線索。這也可以通過測序來實現,但過程稍微復雜一些。如果要研究選擇性剪接,那麼無疑要選擇測序。
晶元也面臨一些問題,包括近緣物種的交叉雜交,雜交動力學不好以及低豐度轉錄本的靈敏度差,無法區別目的基因和假基因。這些都會導致噪音數據。
商業化的晶元的缺點在於不能「與時俱進」,依賴於12個月或之前的基因組版本,有時注釋也不是最新的。這可能導致探針內容不再相關。此外,晶元也可能漏掉與特定研究相關的重要探針。人和小鼠的基因組晶元不會有很大的問題,但其他物種(如斑馬魚)可能會。
高通量測序則沒有以上這些限制。最終結果是一系列序列標簽,可定位到轉錄本上。測序是一個有序的過程,不存在晶元技術所固有的噪音,因此產生很少量真正的hits。而另一方面,晶元依賴結合的能量學,而少量轉錄本會被非特異雜交所沖垮,因此未檢測到。
大規模並行測序無疑將取代DNA晶元技術,來監控轉錄組的變化。然而,這些實驗的成本以及分析實驗的計算機要求讓測序不如晶元技術那麼普及,但隨著測序儀產量更高,智能條形碼的實施以及可靠分析工具的出現,這將迅速改變。也就是說,如果現在要發現兩個樣品之間差異表達的基因,我還是會選晶元。
❾ 請列舉三種基因表達差異的研究方法以及簡述這些方法的基本原理
才給5分啊?那我只告訴你方法吧,原理嘛你自己去查:
1、northern 雜交
2、western blotting
3、EST
❿ 基因組學研究方法
基因組學(英文genomics),研究生物基因組和如何利用基因的一門學問。用於概括涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學分支。該學科提供基因組信息以及相關數據系統利用,試圖解決生物,醫學,和工業領域的重大問題
基因組研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functional genomics),又被稱為後基因組(postgenome)研究,成為系統生物學的重要方法。
基因組學能為一些疾病提供新的診斷,治療方法。例如,對剛診斷為乳腺癌的女性,一個名為「Oncotype DX」的基因組測試,能用來評估病人乳腺癌復發的個體危險率以及化療效果,這有助於醫生獲得更多的治療信息並進行個性化醫療。基因組學還被用於食品與農業部門。
基因組學的主要工具和方法包括: 生物信息學,遺傳分析,基因表達測量和基因功能鑒定。
基因組學出現於1980年代,1990年代隨著幾個物種基因組計劃的啟動,基因組學取得長足發展。 相關領域是遺傳學,其研究基因以及在遺傳中的功能。
1980年,噬菌體Φ-X174;(5,368 鹼基對)完全測序,成為第一個測定的基因組。
1995年,嗜血流感菌(Haemophilus influenzae,1.8Mb)測序完成,是第一個測定的自由生活物種。從這時起,基因組測序工作迅速展開。
2001年,人類基因組計劃公布了人類基因組草圖,為基因組學研究揭開新的一頁。
基因組學是研究生物基因組的組成,組內各基因的精確結構、相互關系及表達調控的科學。基因組學、轉錄組學、蛋白質組學與代謝組學等一同構成系統生物學的組學(omics)生物技術基礎。
基因組研究應該包括兩方面的內容:以全基因組測序為目標的結構基因組學(structural genomics)和以基因功能鑒定為目標的功能基因組學(functional genomics),又被稱為後基因組(postgenome)研究,成為系統生物學的重要方法。
基因組DNA測序是人類對自身基因組認識的第一步。隨著測序的完成,功能基因組學研究成為研究的主流,它從基因組信息與外界環境相互作用的高度,闡明基因組的功能。功能基因組學的研究內容:人類基因組 DNA 序列變異性研究、基因組表達調控的研究、模式生物體的研究和生物信息學的研究等。
(1)基因組表達及調控的研究。在全細胞的水平,識別所有基因組表達產物mRNA和蛋白質,以及兩者的相互作用,闡明基因組表達在發育過程和不同環境壓力下的時、空的整體調控網路。
(2)人類基因信息的識別和鑒定。要提取基因組功能信息,識別和鑒定基因序列是必不可少的基礎工作。基因識別需採用生物信息學、計算生物學技術和生物學實驗手段,並將理論方法和實驗結合起來。基於理論的方法主要從已經掌握的大量核酸序列數據入手,發展序列比較、基因組比較及基因預測理論方法。識別基因的生物學手段主要基於以下的原理和思路:根據可表達序列標簽(STS);對染色體特異性cosmid進行直接的cDNA選擇;根據CpG島;差異顯示及相關原理;外顯子捕獲及相關原理;基因晶元技術;基因組掃描;突變檢測體系,等等。
(3)基因功能信息的提取和鑒定。包括:人類基因突變體的系統鑒定;基因表達譜的繪制;「基因改變-功能改變」的鑒定;蛋白質水平、修飾狀態和相互作用的檢測。
(4)在測序和基因多樣性分析。人類基因組計劃得到的基因組序列雖然具有代表性,但是每個人的基因組並非完全一樣,基因組序列存在著差異。基因組的差異反映在表型上就形成個體的差異,如黑人與白人的差異,高個與矮個的差異,健康人與遺傳病人的差異,等等。出現最多基因多態性就是單核苷酸多態性(SNPs)。
(5)比較基因組學。將人類基因組與模式生物基因組進行比較,這一方面有助於根據同源性方法分析人類基因的功能,另一方面有助於發現人類和其他生物的本質差異,探索遺傳語言的奧秘 。
結構基因組學是繼人類基因組之後又一個國際性大科學熱點,主要目的是試圖在生物體的整體水平上(如全基因組、全細胞或完整的生物體)測定出(以實驗為主、包括理論預測)全部蛋白質分子、
蛋白質-蛋白質、蛋白質-核酸、蛋白質-多糖、蛋白質-蛋白質-核酸-多糖、蛋白質與其他生物分子復合體的精細三維結構,以獲得一幅完整的、能夠在細胞中定位以及在各種生物學代謝途徑、生理途徑、信號傳導途徑中全部蛋白質在原子水平的三維結構全息圖。在此基礎上,使人們有可能在基因組學、蛋白質組學、分子細胞生物學以致生物體整體水平上理解生命的原理。
對疾病機理的闡明、對疾病的防治有重要應用意義。
發展回顧1998年4月,由美國國家醫學科學院(NIGMS)和Wellcome Trust發起在英國召開了第一次國際結構基因組會議,美國、法國、英國、德國、加拿大、日本、荷蘭、義大利以及以色列的9國科學家參加了會議。2000年9月,美國NIGMS決定首批投入1.5億美元,在美國建設7個研究中心(目前已經發展成為10個),爭取在未來10年內解出1萬個蛋白質的三維結構,建立蛋白質的氨基酸殘基序列、三維結構和生物功能之間的有機聯系,同時也支持結構基因組方法學的研究。2002年,10家大型國際制葯公司宣布啟動結構基因組研究。2000年11月,日本組織召開國際會議討論結構基因組計劃的有關問題,確定了完成測定3000個蛋白質三維結構的「Protein3000計劃」。2001年4月,在美國召開了第二次國際結構基因組會議,表明新一輪大規模的國際合作研究已經開始。主要進展我國在結構生物學研究方面具有較好的基礎。60年代,我國科學家在世界上首次人工合成了胰島素;70年代初又測定出1.8 埃; 解析度的豬胰島素三維結構,成為世界上為數不多的能夠測定生物大分子三維結構的國家,這些研究工作處於當時的世界先進水平。在國際結構基因組研究剛露端倪之時,我國科學家就敏感地抓住了這一新動向,2000年我國開展了結構基因組學的研究。近來,國家863計劃、973計劃、中國科學院知識創新工程、國家重大攻關項目、自然科學基金先後重點資助了結構基因組學的研究工作和相關技術平台的建設。相關研究工作既有分工、又有交叉合作,並充分地考慮到了我國基因組水平研究的特點和我國在結構解析方法研究在國際上的地位。並計劃在參加國際合作的基礎上,在逐步建立基因組研究技術平台的同時,五年之中完成200-300個蛋白質三維結構的測定。
我國的結構生物學研究隊伍近年來不斷發展壯大,中國科學院生物物理所、中國科技大學、北京大學、清華大學以及中國科學院物理所、高能所、上海生命科學院、福州物質結構所、上海復旦大學等單位均是我國開展結構基因組研究的重要基地。
我國結構基因組學研究雖然啟動時間較短,但已經獲得了不少重要進展。 據初步統計,已經完成了近千個克隆,已表達出210個蛋白質,其中有100多個可溶或部分可溶;獲得近30個結晶和NMR樣品,已經測定出5個結構。