基因芯片技術(shù)及其應(yīng)用

1、,基因芯片技術(shù)及其應(yīng)用,Gene chipDNA microarray,,結(jié)構(gòu)性基因組學(xué),大規(guī)模測序30億對(duì)核苷酸3-4萬條基因,功能性基因組學(xué),功能研究3-4萬條基因 基因芯片,,開發(fā)基因資源,人類疾病的預(yù)防、診斷和治療,,基因芯片應(yīng)運(yùn)而生,對(duì)大量的遺傳信息進(jìn)行高效快速的檢測和分析,基因芯片是信息時(shí)代的產(chǎn)物,90年代興起的一項(xiàng)前沿生物技術(shù),橫跨：生命科學(xué)、 物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子技術(shù)光電技術(shù)、 材料

2、科學(xué) 等現(xiàn)代高科技,1993年美國Affymetrix公司研制,高度集約化大通量平行分析(每平方厘米點(diǎn)陣密度高于400)高靈敏度樣品需要量小,2024/3/13,6,,手工測序---4000bp/天自動(dòng)測序儀---70萬/天生物芯片-----1億/天,基因芯片受到高度重視,參與者： 國外 美國能源部、衛(wèi)生部、NIH、商業(yè)部、 司法部

3、中央情報(bào)局 Affymetrix, ClonTech, Nanogen, Vysis, Synteni, Genometrix, Naval Research Laboratory, Argonne Narional Laborarory, 斯坦福大學(xué)，賓夕 法尼亞大 學(xué)，牛津大學(xué)等。 國內(nèi)

4、 北京大學(xué)、清華大學(xué)、交通大學(xué)、復(fù)旦 大學(xué)、人類基因組南方研究中心和中科 院細(xì)胞生物研究所等。,2024/3/13,8,核酸雜交技術(shù)是基因芯片應(yīng)用的基礎(chǔ)。,其基本原理是將一系列的核酸片段固定在芯片載體上作為固相靶片段（ target ），待測的核酸片段人工標(biāo)記上不同的熒光、或同位素等作為探針（ probe），一定條件下兩者雜交，根據(jù)雜交后不同的信號(hào)即可獲得靶片段的信息，進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析。,202

5、4/3/13,9,固相介質(zhì) 有硅片、二氧化硅、玻璃、尼龍膜、 塑料等。,探 針 mRNA， 或是以mRNA為模板合成的cDNA。,靶片段 DNA、寡核苷酸、RNA等。,標(biāo)記物 常采用熒光劑，如Cy3、Cy5，同位素、地高辛等。,2024/3/13,10,,雜交,,,結(jié)果觀察，信息分析,,,未處理的細(xì),胞總,mRNA,,Cy3,標(biāo)記,,2024/3/13,11,生物芯片多種多樣,D

6、NA芯片寡核苷酸芯片蛋白質(zhì)芯片細(xì)胞芯片組織芯片化學(xué)感受器與圖像結(jié)合的新型生物芯片,2024/3/13,12,6400點(diǎn)的基因芯片 （面積 12X14 mm),2024/3/13,14,基因芯片的應(yīng)用,4.,基因芯片具有 巨大的應(yīng)用前景1.基因功能分析研究2.檢測與疾病相關(guān)的基因, 進(jìn)而用于疾病診斷3.藥物篩選, 4.檢測基因突變5.其他,2024/3/13,15,基因功能分析研究,將成

7、千上萬個(gè)我們克隆到的特異性靶基因固定在一塊芯片上，對(duì)來源于不同個(gè)體不同組織不同細(xì)胞周期不同發(fā)育階段不同分化階段不同病變不同刺激（包括不同誘導(dǎo)不同治療手段）下細(xì)胞內(nèi)的mRNA或逆轉(zhuǎn)錄所得的cDNA進(jìn)行檢測，從而對(duì)這些基因表達(dá)的個(gè)體特異性組織特異性發(fā)育階段特異性分化階段特異性。進(jìn)行綜合評(píng)定與判斷，極大加快這些基因功能的確立。,,2024/3/13,16,基因芯片技術(shù)的出現(xiàn)不過短短幾年時(shí)間，其發(fā)展勢頭十分迅猛，在生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)

8、用，但其存在的缺陷也是相當(dāng)明顯的。首先是成本的問題，由于芯片制作的工藝復(fù)雜，信號(hào)檢測也需專門的儀器設(shè)備，一般實(shí)驗(yàn)室難以承擔(dān)其高昂的費(fèi)用，其次在芯片實(shí)驗(yàn)技術(shù)上還有多個(gè)環(huán)節(jié)尚待提高，如在探針合成方面，如何進(jìn)一步提高合成效率及芯片的集成程度是研究的焦點(diǎn)。而樣品制備的簡單化與標(biāo)準(zhǔn)化則芯片應(yīng)用進(jìn)一步普及的前提。 雖然芯片技術(shù)還存在這樣或那樣的問題，但其在基因表達(dá)譜分析、基因診斷、藥物篩選及序列分析等諸多領(lǐng)域已呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，隨著