分子細胞遺傳學技術---微陣列芯片技術_第1頁
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文檔簡介

1、分子細胞遺傳學技術--array CGH/SNP array技術,沈鑒東,染色體畸變,數(shù)目異常:21-三體、13-三體、18-三體、Turner綜合征、克氏綜合征等結構異常: 平衡易位 倒位 缺失 重復共同的臨床表現(xiàn):除了性染色體異常和“平衡”的結構異常外,一般都有生長發(fā)育遲緩、智力低下、多器官系統(tǒng)的畸形等。,,“非平衡”,細胞遺傳學發(fā)展簡史,,1956年Tjio首次報道

2、人類染色體為46條,1975年Dutrillaux和1976年Yunis發(fā)現(xiàn)了染色體高分辨顯帶技術,1970年Casper-sson發(fā)表第1張人類染色體顯帶照片,八十年代初期FISH技術,21世紀初Array CGH全基因組拷貝數(shù)檢測,,,,,,,生物芯片,生物芯片的概念:最早是由Fodor等于1991年提出。 主要指通過平面微細加工技術在固體芯片表面構建的微流體分析單元和系統(tǒng),以實現(xiàn)對細胞、蛋白質、核

3、酸以及其它生物組分的準確、快速、大信息量的檢測生物芯片是一種高通量、平行化、微量化的高速生物分析手段,是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術革命。,,檢索詞: (DNA microarray) or (DNA chip) or (expression array) or (array CGH) or (SNP array),生物芯片,陣列型,儀器型,化合物藥物,核酸,多肽蛋白質受體,細胞細

4、胞器病毒,微小組織,樣品篩選濃縮放大,毛細管電泳,電介質電泳,色譜,質譜,微型光譜儀,芯片實驗室,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,基因芯片,基因芯片的概念:是指通過微陣列技術將高密度DNA片段通過高速機器或原位合成方式以一定的順序或排列方式使其附著在如膜、玻璃片等固相表面,以同位素或熒光標記的DNA探針,借助堿基互補雜交原理,進行大量的基因表達及監(jiān)測等方面研究的最新革

5、命性技術基因芯片應用: 1、拷貝數(shù)檢測:array CGH、SNP array 2、突變檢測 3、功能基因組研究 4、藥靶發(fā)現(xiàn)、藥物篩選 5、農(nóng)林業(yè)、軍事、司法等等,基因芯片發(fā)展過程,,Array CGH基因芯片原理,,SNP array技術原理,,,細胞遺傳學和分子細胞遺傳學技術的比較 1、染色體核型分析 2、熒光原位雜交(FISH)

6、 3、array CGH和SNP array,傳統(tǒng)的細胞遺傳學技術,優(yōu)點: 1、可以發(fā)現(xiàn)大部分的染色體異常,包括數(shù)目和大的結構畸變; 2、所需設備相對而言比較簡單,成本較低,適合普遍推廣,現(xiàn)在已廣泛應用于臨床。缺點: 主要是受其分辨率的限制,只能發(fā)現(xiàn)3-10M以上的畸變,更小的微缺失微重復,無法檢出。,,FISH技術,優(yōu)點: 將細胞遺傳學和分子遺傳學技術結合起來,

7、可以檢測染色體微小畸變,結果直觀,可靠。缺點: 1、必須依靠經(jīng)驗豐富的臨床遺傳學家做出明確的診斷或者在傳統(tǒng)細胞遺傳學水平發(fā)現(xiàn)高度可疑異常,才能針對特定區(qū)域進行檢測 2、所需設備儀器較昂貴,費用相對較高,Array CGH/SNP array技術,優(yōu)點: 1、可以發(fā)現(xiàn)全基因組的微小缺失微小重復 2、 全面、快速、高通量、高分辨缺點: 1、費用高、技術

8、要求高 2、尚不能檢出“染色體平衡畸變”,如平衡易位、倒位,市場上的芯片平臺,Affymetrix GeneChip SystemAgilent gene microarry systemIllumina Genechip SystemNimblegen microarraySBC DNA microarray 。。。。。。。。。。。。,,,實驗流程及原理,,Ki

9、ts,,儀器設備,,,,,,,,,,Genotype Beadchip類型,樣本選擇,不明原因的智力低下\發(fā)育遲緩患者選擇標準: 1、臨床診斷為智力低下\發(fā)育遲緩的患者; 2、無明確圍產(chǎn)期異常病史(包括宮內(nèi)窘迫、生后窒息、病理性黃疸、產(chǎn)傷、顱內(nèi)出血、早產(chǎn)、感染、母孕期妊高征及糖尿病史等);無明確生后中毒、缺氧、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染及頭顱外傷等病史; 3、常規(guī)550-850條帶染色體核型未見異?;蛘呖梢?;

10、 4、排除臨床可以識別的遺傳性智力低下,如苯丙酮尿癥、克丁病、半乳糖血癥、肝豆狀核變性、結節(jié)性硬化、脆性x綜合征,結果分析,分析軟件: Illumina Beadstudio Illumina Karyostudio Illumina Genomestudio拷貝數(shù)改變分析插件: cnvPartition

11、 Log R Ratio B allele frequence,cnvPartition 參數(shù),Log R Ratio(LRR)=log(實際觀察到的探針密度/理論上預期的探針密度)B allele frequency(BAF)=B等位基因的比例,結果示例,注:類型“0”代表純合缺失;“1”代表雜合性缺失;“3”代表重復??尚哦乳撝翟O為35,大于3

12、5認為結果可信。,結果分析,CNV(copy number variation):是指至少大于1K的DNA片段存在拷貝數(shù)的改變CNV多態(tài)性( copy number polymorphism):是指CNV在人群中出現(xiàn)的頻率大于1%。最近的研究顯示人類基因組約12%存在CNV,這些拷貝數(shù)的改變的多態(tài)性可能是我們?nèi)祟惐硇投鄻有缘囊粋€重要遺傳學組成部分。,Database of Genomic Variants,,URL:http:/

13、/projects.tcag.ca/variation,UCSC數(shù)據(jù)庫,,URL:http://genome.ucsc.edu/,DGV數(shù)據(jù)庫,,DECIPHER數(shù)據(jù)庫,,URL:https://decipher.sanger.ac.uk/application/,OMIM數(shù)據(jù)庫,查找相關基因功能,URL:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim,拷貝數(shù)改變分析參考流程圖-總結,(參考Koolen DA,200

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