❶ 基于计算机高通量研究基因表达的方法有哪些
转录组研究象包括mRNA非编码RNA等新代高通量测序技术全面快速获特定细胞或组织某状态几乎所转录本序列信息表达信息准确析基表达差异、基结构变异、筛选标记(SNPs或SSR)等命科重要问题 基表达谱测序直接某物种或特定细胞某功能状态产mRNA进行高通量测序用研究基表达差异情况该技术结合转录组测序建库实验与转录组测序相比基表达谱测序要求读更短测序通量更仅用于基表达差异研究 转录组测序RNA水平测序相于DNA水平基组测序框架表达谱主要研究基表达量变化调或降先要转录组或基组才做表达谱否则没Ref做参考 转录组测序表达谱测序其实都通高通量测序技术进行转录组测序主要针没参考基组(即基组未完测序)物种侧重于获材料全部转录组信息;表达谱则侧重于检测各基表达
❷ 列举3种研究基因在体内表达方式的试验方法
目的比较不同途径递送质粒DNA至Balb/c小鼠体内所诱导的报告基因表达效果。方法将编码荧光素酶(luc+)蛋白的重组质粒(pGL-3-CMV)或空载体质粒pGL-3-basic以肌肉注射或电脉冲方法将10μg或100μg上述质粒注入小鼠股四头肌,基因枪法以三枪接种质粒于小鼠腹部(2μg质粒DNA/4.5Mpa/枪)。于质粒注入后24~144h,检测小鼠体内的荧光素酶活性。结果肌肉注射10μg的小鼠未检测到荧光素酶的表达;肌肉注射100μg、电脉冲法递送10μg和100μg质粒的小鼠,接种后48h体内荧光素酶活性达到峰值,递送100μg的小鼠体内表达量明显高于10μg的小鼠。基因枪免疫小鼠在接种24h达到峰值。结论电脉冲和基因枪介导的基因递送方式基因表达水平远远高于传统注射方法,是基因疫苗免疫递送的可靠方法
❸ 研究植物基因表达的组织特异性的方法有哪些多多益善
研究植物基因表达的组织特异性的方法有哪些多多益善
从DNA到蛋白质的过程叫基因表达(gene expression),对这个过程的调节即为基因表达调控(regulation of gene expression or gene control)。 基因调控是现代分子生物学研究的中心课题之一。因为要了解动植物生长发育规律。形态结构特征及生物学功能,就必须搞清楚基因表达调控的时间和空间概念,掌握了基因调控机制,就等于掌握了一把揭示生物学奥秘的钥匙。基因表达调控主要表现在以下几个方面:①转录水平上的调控;②mRNA加工、成熟水平上的调控;③翻译水平上的调控; 基因表达调控的指挥系统有很多种,不同生物使用不同的信号来指挥基因调控。原核生物和真核生物之间存在着相当大差异。原核生物中,营养状况、环境因素对基因表达起着十分重要的作用;而真核生物尤其是高等真核生物中,激素水平、发育阶段等是基因表达调控的主要手段,营养和环境因素的影响则为次要因素。
❹ 研究某一基因的转录水平上的表达,有哪些实验手段
常用的方法有普通的RT-PCR,以及real-time RT-PCR,以及northern blot,现在也有人用数字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.基因的亚细胞定位和时空(发育期或梯度药物处理浓度, 不同组织/器官)表达谱;
2.基因在转录水平的调控(可以通过genome walking PCR或通过已有的资源库寻找该基因的启动子等转录调控区域, 通过单杂交或ChIP等技术, 寻找该基因的转录调控蛋白)
3.细胞生化水平的功能研究(也就是蛋白蛋白作用复合体的寻找验证,具体方法有酵母双杂交, GST pulldown, co-IP, BRET, FRET, BiFc等等,对该基因的表达产物做一个细胞信号转导通路的定位)
4.gain-of-function & loss-of-function: 也就是分别在细胞和个体水平,做该基因的超表达和knockdown(或knockout), 从表型分析该基因的功能.
功能研究应从完整的分子-细胞-个体三个层次研究, 综合分析.
关于基因的表达和定位,可以这样去做:
1. mRNA水平检测基因表达:选择表达目的基因的组织/细胞(发育不同时期、机体不同部位、加处理因素...),提取RNA,反转录,做RT-PCR或real time RT-PCR,检测基因的表达情况/变化。
(或者以northern blot、Rnase protection assay方法,检测基因的mRNA表达情况/变化。)
2. 蛋白质水平检测基因表达:选择相应的组织/细胞,以Western blot、免疫组化(OR免疫荧光)检测目的蛋白的表达。
3. 检测目的蛋白的细胞定位:将目的基因克隆至带荧光标签(如GFP)的表达载体,在适合的模式细胞中表达,在活细胞中观察蛋白的细胞定位。
❻ 研究基因表达的方法
真核基因表达研究方法与应用
1、基因敲除技术 (Gene Knockout)
注意事项:
(1)、有合适的胚胎干细胞(embryonic stem cells);
(2)、有已知的单拷贝基因位点;
(3)、用线性载体或不能自我复制的载体。
2.蛋白质相互作用(Pull-down assay)Science, 289:1550-1554 (2000)
NFkB基因表达后导致细胞炎症,而NFkB基因的活化受炎症诱发因子的刺激。IKKα、IKKβ及NEMO(NFkB-essential modifier)抑制NFkB基因的表达。
3、导弹药物--药物导向治疗
肿瘤或癌细胞表面通常过量表达某些特征性蛋白质(如人乳腺癌细胞表面的28 kD 蛋白),可作为肿瘤导向治疗的作用靶。将抗体的某些部分与外毒素相连接,就可以把毒素直接送到病变细胞表面,有效地杀死病变细胞,保护健康细胞。
❼ 基因过表达的原理 步骤 应用
基因过表达的基本原理是通过人工构建的方式在目的基因上游加入调控元件,使基因可以在人为控制的条件下实现大量转录和翻译,从而实现基因产物的过表达。
基因过表达的步骤是:
1,构建克隆。将目的基因连接在特定的载体上,载体种类依据表达系统差异而不同。在载体上一般含有增强基因转录的promoter,不同系统中采用的promoter完全不同。
2,将克隆导入表达细胞中。在大肠杆菌,酵母和哺乳动物细胞中,构建的外源质粒直接导入细胞即可,这个过程称为转化或转染。对于昆虫表达系统,构建的质粒还需要先转座成为杆状病毒基因组才能用于转染。
基因过表达的应用:大肠杆菌表达系统,酵母表达系统,昆虫表达系统,哺乳动物细胞表达系统和体外翻译系统(无细胞体系)。
❽ 如何开展基因表达研究
摘要:众所周知,在不同的情况下,在不同的组织中,基因表达的水平也不同。如今,研究人员可利用多种技术来追踪基因表达水平的差异,如定量PCR、芯片或测序。对于这些技术平台,如何选择?如何开展数据分析和验证?且看看专家的回答。
众所周知,在不同的情况下,在不同的组织中,基因表达的水平也不同。如今,研究人员可利用多种技术来追踪基因表达水平的差异,如定量PCR、芯片或测序。《Genome Technology》杂志这一次请来了几位科学家,让他们分享一下应如何选择这些技术。此外,研究人员也谈到了解决质量控制和数据分析的问题,以及如何验证基因表达研究的发现。
Q1:您如何评估哪种方法(芯片、定量PCR或测序)最适合基因表达研究?
Gary Hardiman(加州大学圣地亚哥分校)
答案在很大程度上取决于研究的目的。传统的qPCR最适合于少量目标和大量样品。芯片和RNA-seq最适合于整体的转录谱分析。芯片和RNA-seq之间的选择在于成本、数据处理的轻松程度以及检测灵敏度。
芯片实验的优势在于它们很快,相对廉价,且数据存储和处理较为轻松。在很短的时间内可生成两个样品之间差异表达基因的列表,并用于指导通路、基因本体、网络/互作组的分析,为两个样品之间的生物学差异提供线索。这也可以通过测序来实现,但过程稍微复杂一些。如果要研究选择性剪接,那么无疑要选择测序。
芯片也面临一些问题,包括近缘物种的交叉杂交,杂交动力学不好以及低丰度转录本的灵敏度差,无法区别目的基因和假基因。这些都会导致噪音数据。
商业化的芯片的缺点在于不能“与时俱进”,依赖于12个月或之前的基因组版本,有时注释也不是最新的。这可能导致探针内容不再相关。此外,芯片也可能漏掉与特定研究相关的重要探针。人和小鼠的基因组芯片不会有很大的问题,但其他物种(如斑马鱼)可能会。
高通量测序则没有以上这些限制。最终结果是一系列序列标签,可定位到转录本上。测序是一个有序的过程,不存在芯片技术所固有的噪音,因此产生很少量真正的hits。而另一方面,芯片依赖结合的能量学,而少量转录本会被非特异杂交所冲垮,因此未检测到。
大规模并行测序无疑将取代DNA芯片技术,来监控转录组的变化。然而,这些实验的成本以及分析实验的计算机要求让测序不如芯片技术那么普及,但随着测序仪产量更高,智能条形码的实施以及可靠分析工具的出现,这将迅速改变。也就是说,如果现在要发现两个样品之间差异表达的基因,我还是会选芯片。
❾ 请列举三种基因表达差异的研究方法以及简述这些方法的基本原理
才给5分啊?那我只告诉你方法吧,原理嘛你自己去查:
1、northern 杂交
2、western blotting
3、EST
❿ 基因组学研究方法
基因组学(英文genomics),研究生物基因组和如何利用基因的一门学问。用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。该学科提供基因组信息以及相关数据系统利用,试图解决生物,医学,和工业领域的重大问题
基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics),又被称为后基因组(postgenome)研究,成为系统生物学的重要方法。
基因组学能为一些疾病提供新的诊断,治疗方法。例如,对刚诊断为乳腺癌的女性,一个名为“Oncotype DX”的基因组测试,能用来评估病人乳腺癌复发的个体危险率以及化疗效果,这有助于医生获得更多的治疗信息并进行个性化医疗。基因组学还被用于食品与农业部门。
基因组学的主要工具和方法包括: 生物信息学,遗传分析,基因表达测量和基因功能鉴定。
基因组学出现于1980年代,1990年代随着几个物种基因组计划的启动,基因组学取得长足发展。 相关领域是遗传学,其研究基因以及在遗传中的功能。
1980年,噬菌体Φ-X174;(5,368 碱基对)完全测序,成为第一个测定的基因组。
1995年,嗜血流感菌(Haemophilus influenzae,1.8Mb)测序完成,是第一个测定的自由生活物种。从这时起,基因组测序工作迅速展开。
2001年,人类基因组计划公布了人类基因组草图,为基因组学研究揭开新的一页。
基因组学是研究生物基因组的组成,组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学。基因组学、转录组学、蛋白质组学与代谢组学等一同构成系统生物学的组学(omics)生物技术基础。
基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics)和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics),又被称为后基因组(postgenome)研究,成为系统生物学的重要方法。
基因组DNA测序是人类对自身基因组认识的第一步。随着测序的完成,功能基因组学研究成为研究的主流,它从基因组信息与外界环境相互作用的高度,阐明基因组的功能。功能基因组学的研究内容:人类基因组 DNA 序列变异性研究、基因组表达调控的研究、模式生物体的研究和生物信息学的研究等。
(1)基因组表达及调控的研究。在全细胞的水平,识别所有基因组表达产物mRNA和蛋白质,以及两者的相互作用,阐明基因组表达在发育过程和不同环境压力下的时、空的整体调控网络。
(2)人类基因信息的识别和鉴定。要提取基因组功能信息,识别和鉴定基因序列是必不可少的基础工作。基因识别需采用生物信息学、计算生物学技术和生物学实验手段,并将理论方法和实验结合起来。基于理论的方法主要从已经掌握的大量核酸序列数据入手,发展序列比较、基因组比较及基因预测理论方法。识别基因的生物学手段主要基于以下的原理和思路:根据可表达序列标签(STS);对染色体特异性cosmid进行直接的cDNA选择;根据CpG岛;差异显示及相关原理;外显子捕获及相关原理;基因芯片技术;基因组扫描;突变检测体系,等等。
(3)基因功能信息的提取和鉴定。包括:人类基因突变体的系统鉴定;基因表达谱的绘制;“基因改变-功能改变”的鉴定;蛋白质水平、修饰状态和相互作用的检测。
(4)在测序和基因多样性分析。人类基因组计划得到的基因组序列虽然具有代表性,但是每个人的基因组并非完全一样,基因组序列存在着差异。基因组的差异反映在表型上就形成个体的差异,如黑人与白人的差异,高个与矮个的差异,健康人与遗传病人的差异,等等。出现最多基因多态性就是单核苷酸多态性(SNPs)。
(5)比较基因组学。将人类基因组与模式生物基因组进行比较,这一方面有助于根据同源性方法分析人类基因的功能,另一方面有助于发现人类和其他生物的本质差异,探索遗传语言的奥秘 。
结构基因组学是继人类基因组之后又一个国际性大科学热点,主要目的是试图在生物体的整体水平上(如全基因组、全细胞或完整的生物体)测定出(以实验为主、包括理论预测)全部蛋白质分子、
蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、蛋白质-多糖、蛋白质-蛋白质-核酸-多糖、蛋白质与其他生物分子复合体的精细三维结构,以获得一幅完整的、能够在细胞中定位以及在各种生物学代谢途径、生理途径、信号传导途径中全部蛋白质在原子水平的三维结构全息图。在此基础上,使人们有可能在基因组学、蛋白质组学、分子细胞生物学以致生物体整体水平上理解生命的原理。
对疾病机理的阐明、对疾病的防治有重要应用意义。
发展回顾1998年4月,由美国国家医学科学院(NIGMS)和Wellcome Trust发起在英国召开了第一次国际结构基因组会议,美国、法国、英国、德国、加拿大、日本、荷兰、意大利以及以色列的9国科学家参加了会议。2000年9月,美国NIGMS决定首批投入1.5亿美元,在美国建设7个研究中心(目前已经发展成为10个),争取在未来10年内解出1万个蛋白质的三维结构,建立蛋白质的氨基酸残基序列、三维结构和生物功能之间的有机联系,同时也支持结构基因组方法学的研究。2002年,10家大型国际制药公司宣布启动结构基因组研究。2000年11月,日本组织召开国际会议讨论结构基因组计划的有关问题,确定了完成测定3000个蛋白质三维结构的“Protein3000计划”。2001年4月,在美国召开了第二次国际结构基因组会议,表明新一轮大规模的国际合作研究已经开始。主要进展我国在结构生物学研究方面具有较好的基础。60年代,我国科学家在世界上首次人工合成了胰岛素;70年代初又测定出1.8 埃; 分辨率的猪胰岛素三维结构,成为世界上为数不多的能够测定生物大分子三维结构的国家,这些研究工作处于当时的世界先进水平。在国际结构基因组研究刚露端倪之时,我国科学家就敏感地抓住了这一新动向,2000年我国开展了结构基因组学的研究。近来,国家863计划、973计划、中国科学院知识创新工程、国家重大攻关项目、自然科学基金先后重点资助了结构基因组学的研究工作和相关技术平台的建设。相关研究工作既有分工、又有交叉合作,并充分地考虑到了我国基因组水平研究的特点和我国在结构解析方法研究在国际上的地位。并计划在参加国际合作的基础上,在逐步建立基因组研究技术平台的同时,五年之中完成200-300个蛋白质三维结构的测定。
我国的结构生物学研究队伍近年来不断发展壮大,中国科学院生物物理所、中国科技大学、北京大学、清华大学以及中国科学院物理所、高能所、上海生命科学院、福州物质结构所、上海复旦大学等单位均是我国开展结构基因组研究的重要基地。
我国结构基因组学研究虽然启动时间较短,但已经获得了不少重要进展。 据初步统计,已经完成了近千个克隆,已表达出210个蛋白质,其中有100多个可溶或部分可溶;获得近30个结晶和NMR样品,已经测定出5个结构。