基因芯片技術(shù)

基因芯片技術(shù)——16307130150張?jiān)普芤弧⒑喗榛蛐酒巧镄酒囊环N，他的的原型是80年代中期提出的?；蛐酒臏y序原理是雜交測序方法，即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列測定的方法，在一塊基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探針。當(dāng)溶液中帶有熒光標(biāo)記的核酸序列TATGCAATCTAG，與基因芯片上對應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)匹配時，通過確定熒光強(qiáng)度最強(qiáng)的探針位置，獲得一組序列完全互補(bǔ)的探針序列。據(jù)此可重組出靶核酸的序列。二、技術(shù)原理 1）理論支持 DNA根據(jù)堿基配對原則，在常溫下和中性條件下形成雙鏈DNA分子，但在高溫、堿性或有機(jī)溶劑等條件下，雙螺旋之間的氫鍵斷裂，雙螺旋解開，形成單鏈分子。當(dāng)消除變性條件后，變性DNA兩條互補(bǔ)鏈可以重新結(jié)合，恢復(fù)原來的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過程稱為復(fù)性。復(fù)性后的DNA，其理化性質(zhì)能得到恢復(fù)。所以，我們根據(jù)這個原理，制作DNA探針。利用分子雜交這一特性，先將雜交鏈中的一條用某種可以檢測的方式進(jìn)行標(biāo)記，再與另一種核酸（待測樣本）進(jìn)行分子雜交，然后對待測核酸序列進(jìn)行定性或定量檢測，分析待測樣本中是否存在該基因或該基因的表達(dá)有無變化?；蛐酒ǔ２捎梅聪螂s交方法，即將多個探針分子點(diǎn)在芯片上，樣本的核酸靶標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記后與芯片進(jìn)行雜交。2）工作步驟1、DNA探針的大量收集和純化，基因芯片探針制備方法可以是根據(jù)基因設(shè)計(jì)特異性的PCR引物，對基因進(jìn)行特異性地?cái)U(kuò)張，也可以是建立均一化的cDNA文庫，通過克隆鑒定、篩選、擴(kuò)增產(chǎn)生。2、將純化后的探針固定在片基上，首先要將基片進(jìn)行特殊的化學(xué)處理，使玻璃片醛基化或氨基化，然后將純化的探針通過顯微打印或噴打在基片上，再將打印好的玻璃片進(jìn)行后處理。3、樣品的標(biāo)記，標(biāo)記的方法一般是采用逆轉(zhuǎn)錄法或隨機(jī)引物延伸法等。4、雜交后芯片的掃描、圖像處理的采集和數(shù)據(jù)分析。三、技術(shù)應(yīng)用1）醫(yī)學(xué)診斷1、在優(yōu)生方面，目前知道有600多種遺傳疾病與基因有關(guān)。婦女在妊娠早期用DNA芯片做基因診斷，可以避免許多遺傳疾病的發(fā)生。2、在疾病診斷方面，由于大部分疾病與基因有關(guān)，而且往往與多基因有關(guān)，因而，利用DNA芯片可以尋找基因與疾病的相關(guān)性，從而研制出相應(yīng)的藥物和提出新的治療方法。3、應(yīng)用于器官移植、組織移植、細(xì)胞移植方面的基因配型，如HLA分型。4、病原體診斷，如細(xì)菌和病毒鑒定、耐藥基因的鑒定。5、在環(huán)境對人體的影響方面，已知花粉過敏等人體對環(huán)境的反應(yīng)都與基因有關(guān)。若對與環(huán)境污染相關(guān)的200多個基因進(jìn)行全面監(jiān)測，將對生態(tài)環(huán)境控制及人類健康有重要意義。6、在法醫(yī)學(xué)方面，DNA芯片比早先的DNA指紋鑒定更進(jìn)一步，它不僅可做基因鑒定，而且可以通過DNA中包含的生命信息描繪生命體的臉型長相外貌特征。這種檢驗(yàn)常用于災(zāi)難事故后鑒定尸體身份以及鑒定父母和子女之間的血緣關(guān)系。2）生物制藥領(lǐng)域各大藥廠和生物技術(shù)公司將會使用基因芯片發(fā)現(xiàn)篩選新藥等。采用基因芯片技術(shù)，可以大大加快人類基因組計(jì)劃的工作進(jìn)度，例如用于基因測序、基因表達(dá)檢測和新的遺傳標(biāo)志如SNP定位等，這對尋找新的功能基因、尋找新的藥物作用靶點(diǎn)和開發(fā)新的基因藥物具有重要意義。采用基因芯片可以進(jìn)行超乎以前想象的工作量來檢測不同物種、不同組織、不同病種、不同處理?xiàng)l件下的基因表達(dá)改變，從而知道開發(fā)具有不同用途的的診斷試劑盒。四、技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn) 1）優(yōu)點(diǎn) 1、高通量、多參數(shù)同步分