基因差异表达的研究方法

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转录组数据分析中的差异表达基因确定方法

转录组数据分析中的差异表达基因确定方法

转录组数据分析中的差异表达基因确定方法转录组数据分析是研究生物体内转录过程的全基因表达情况的一个重要手段。

通过分析转录组数据,我们可以确定哪些基因在不同条件下表达水平发生了显著变化。

这些差异表达的基因被认为与不同条件下生物体功能的变化密切相关。

因此,确定差异表达基因是理解生物体适应和响应各种条件变化的关键。

在转录组数据中确定差异表达基因,一般需要经历如下几个步骤:1. 数据预处理:首先,需要对原始的转录组数据进行质量控制和过滤。

通过质量控制,我们可以评估数据的准确性和可靠性。

而通过过滤掉低质量的数据,可以提高后续分析的可靠性和准确性。

常用的预处理方法包括去除低质量的读段、去除低质量的碱基、去除接头序列及低质量的5'和3'端。

2. 对齐与定量:第二步是将预处理后的转录组数据与参考基因组对齐,将reads与参考基因组相匹配。

目前常用的对齐工具包括Tophat、STAR等。

通过对齐,可以获得每个基因在样本中的表达量。

常见的定量软件包括HTSeq和Cufflinks等。

3. 差异表达分析:差异表达分析是转录组数据分析的核心步骤。

根据不同的实验设计和假设,可以选择不同的差异表达分析方法。

常见的差异表达基因分析方法包括DESeq2、edgeR、limma等。

这些方法在统计学模型的基础上,使用不同的假设检验方法来寻找表达差异显著的基因。

通常会计算差异倍数(Fold Change)和调整的p值。

4. 功能注释与富集分析:确定差异表达基因后,将这些基因进行进一步的功能注释和富集分析是继续研究的重要一步。

功能注释通过查询数据库(如Gene Ontology和KEGG)来了解差异基因的功能和通路信息。

富集分析则通过比较差异表达基因与全基因组之间的差异,找出在特定功能和通路上显著富集的基因。

这些注释和富集结果能够帮助我们了解差异表达基因的生物学意义。

除了上述的常见分析步骤,根据具体的研究问题,还可以采用其他附加分析方法,如构建共表达网络、进行重要转录因子的分析等,来进一步挖掘差异表达基因的潜在功能。

基因双打和基因差异表达的分析方法介绍

基因双打和基因差异表达的分析方法介绍

基因双打和基因差异表达的分析方法介绍基因双打和基因差异表达是现代生物学领域中重要的研究方向。

这两个概念都与基因表达相关,但它们的研究方法和目的不同。

本文将分别介绍基因双打和基因差异表达的分析方法。

一、基因双打基因双打是指一个基因拥有两个等效的拷贝。

这通常发生在有性生殖生物的细胞分裂过程中,即在染色体复制的过程中,每个染色体都会在有丝分裂阶段分裂成两份,并随后分配给新的细胞。

这个过程中,某些基因可能会被复制两次,形成基因双打。

基因双打的研究方法主要是通过基因分型来确定个体是否存在基因双打。

分型的方法可以有PCR扩增、序列比对和SNP芯片等。

其中,SNP芯片已经成为了检测基因双打的主要工具之一。

基因双打的存在对个体表现形态和疾病风险等方面都有着重要影响。

比如,研究发现,具有某些基因双打的个体可以更好地适应高海拔环境。

而另一些研究则表明,某些基因双打可能导致肿瘤的发生。

二、基因差异表达基因差异表达是指不同个体或不同条件下同一基因的表达水平不同。

这个概念可以帮助我们理解不同个体之间或者在不同环境下基因表达的差异。

基因的表达水平通常由mRNA的实际表达量来衡量,这个过程需要通过测序或者芯片技术等设备来获得。

基因差异表达的分析方法通常包括差异分析和路径分析。

差异分析是比较不同个体之间或不同条件下同一基因的表达水平,找出其差异。

而路径分析则是分析基因在特定的细胞环境中所参与的途径,为了理解基因功能和生物过程提供支持。

在差异分析中,主要的技术工具包括T-test、ANOVA和Fisher精确检验等。

这些技术可以帮助我们确定基因是否呈现出显著的表达差异,并为我们提供准确可靠的数据分析。

而在路径分析中,主要的技术工具包括基因集富集分析和信号通路分析等。

这些分析方法可以帮助我们理解某些基因在特定生物过程中的作用以及它们之间的相互关系。

总之,基因双打和基因差异表达都是现代生物学领域中重要的研究方向,它们的分析方法和实践不仅有助于理解基因功能和生物过程,也为我们发现新的生物标志物和治疗靶点提供了深入的研究基础。

基因表达数据分析中的差异分析方法

基因表达数据分析中的差异分析方法

基因表达数据分析中的差异分析方法随着基因组学和生物信息学的发展,基因表达数据分析在生物学研究中扮演着至关重要的角色。

基因表达数据的分析可以帮助我们寻找不同条件下的基因差异,从而进一步了解基因的功能以及生物系统的调控机制。

而在基因表达数据分析中,差异分析方法是最常用和重要的工具之一。

本文将介绍几种常见的基因差异分析方法,包括差异基因筛选、聚类分析和生物学功能注释等。

一、差异基因筛选差异基因筛选是基因表达数据分析中最常见的任务之一。

它的目的是从两个或多个不同条件下的基因表达数据中找出在两个条件之间有显著表达差异的基因。

在差异基因筛选中,常用的方法有t检验、方差分析和Wilcoxon秩和检验等。

t检验是一种基本的统计方法,适用于两个条件的差异分析。

它可以通过比较两个条件下基因的平均表达水平,来判断它们之间的差异是否具有统计学意义。

方差分析则适用于三个以上条件的差异分析。

它基于方差的分解,通过比较组内和组间的方差差异,判断基因的表达是否受到不同条件的显著影响。

Wilcoxon秩和检验是一种非参数检验方法,适用于数据不满足正态分布的情况。

它利用数据的秩次而非具体数值进行比较,更加鲁棒。

二、聚类分析除了差异基因的筛选,聚类分析也是基因表达数据分析中常用的方法之一。

聚类分析可以将基因表达数据分为若干个类别,从而发现具有相似表达模式的基因。

常见的聚类方法包括层次聚类和k均值聚类。

层次聚类是一种树状图分析方法,可以将样本或基因聚成一颗层次树。

它基于距离或相似性的度量,通过自下而上或自上而下的合并或分割,将数据划分为不同的类别。

而k均值聚类则是一种基于样本的聚类方法。

它将数据分为k个类别,并试图使得每个样本到其所属类别的中心距离最小。

三、生物学功能注释在差异分析之后,对差异基因的生物学功能进行注释是进一步理解基因调控机制的重要步骤。

生物学功能注释可以揭示差异基因所参与的生物过程、细胞部位和分子功能等信息。

在生物学功能注释中,常见的工具和数据库包括Gene Ontology (GO)注释、KEGG和Reactome等通路注释以及蛋白质-蛋白质相互作用网络等。

生物大数据技术中的差异表达基因分析方法

生物大数据技术中的差异表达基因分析方法

生物大数据技术中的差异表达基因分析方法生物大数据的快速发展为生物学研究提供了前所未有的机遇。

其中,差异表达基因分析方法是生物大数据技术中的重要研究内容。

差异表达基因分析是比较两个或多个样本中基因表达差异的研究。

它的目的是找出在不同条件或状态下表达水平发生显著变化的基因,从而深入研究与生物学过程相关的机制和调控网络。

在生物大数据技术中,有多种差异表达基因分析方法可供选择。

下面将介绍其中的几种主要方法。

首先,最为常用的方法之一是差异表达分析的统计学方法。

这种方法通过对比两个或多个不同条件下的基因表达数据,运用统计学模型进行分析。

常见的统计学方法包括t检验、方差分析 (ANOVA)、贝叶斯统计学等。

它们在差异检验、基因表达水平的显著性评估等方面有着广泛的应用。

此外,不同的统计学方法还可以结合其他技术,如机器学习等,来提高分析的准确性和可信度。

其次,基因差异表达的模式识别算法也是研究生物大数据技术中常用的方法。

模式识别算法可以通过对基因表达数据进行聚类分析、主成分分析 (PCA)、自组织映射 (SOM) 等,来寻找潜在的基因表达模式或特征。

其中,基于聚类分析的模式识别算法可以将样本或基因分成不同的簇,从而发现不同基因表达的模式。

这种方法有助于理解基因与生物学过程之间的关系,为后续的功能注释和生物学机制研究提供重要参考。

此外,基因表达的差异分析还可以采用机器学习方法。

机器学习通过构建模型来进行预测和分类,可以将基因表达数据作为输入,利用已知的类别标签进行训练,进而对未知样本进行分类或预测。

常用的机器学习算法包括支持向量机 (SVM)、随机森林 (Random Forest)、人工神经网络 (Artificial Neural Network) 等。

这些算法可以挖掘出隐藏在基因表达数据中的模式和规律,从而对差异表达基因进行分类和预测。

最后,差异表达基因分析方法还可以结合到功能注释和通路分析中。

功能注释可以通过对差异表达基因进行GO (Gene Ontology)、KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)、Reactome等数据库的富集分析,来探索差异基因与生物学功能之间的关联。

生物大数据分析中的表达量差异分析方法

生物大数据分析中的表达量差异分析方法

生物大数据分析中的表达量差异分析方法在生物学研究中,表达量差异分析是一种常用的方法,用于比较不同生物样品中基因或蛋白质的表达水平的差异。

这种分析可以帮助研究人员识别潜在的生物标记物,并了解基因表达与各个生物过程之间的关系。

随着高通量测序技术的快速发展,生物大数据分析在表达量差异分析中扮演着重要的角色。

本文将介绍几种常见的生物大数据分析中的表达量差异分析方法。

首先,常用的差异表达基因分析方法是RNA-seq(转录组测序)。

RNA-seq是一种通过测序RNA分子来分析其转录产物数量和结构的方法。

在RNA-seq实验中,首先提取RNA样品,然后进行cDNA合成,接着进行文库构建和测序。

通过比对测序数据到参考基因组或转录组,可以计算基因的表达量,进而比较不同样品之间的表达量差异。

一般采用的分析工具包括DESeq2、edgeR和limma等,通过这些工具可以识别差异表达基因,并进行差异表达基因的注释和功能分析。

其次,基于微阵列芯片技术的差异表达分析方法也是常见的。

微阵列芯片是一种高通量的基因表达分析的方法,通过固定在平台上的探针检测目标DNA或RNA 的水平。

在实验中,首先提取RNA样品,然后进行反转录和标记,接着进行芯片杂交,并进行扫描和数据分析。

常用的分析方法有SAM(Significant Analysis of Microarrays)和limma等。

这些方法可以通过比较不同样品之间的信号强度,识别差异表达基因,并进行差异表达基因的功能注释和通路分析。

此外,对于一些非常规的生物样品(如:单个细胞)的表达量差异分析,常常采用单细胞测序技术。

单细胞测序技术允许研究人员在单个细胞的水平上进行转录组测序,从而可以发现罕见细胞类型和子群,以及细胞间的差异。

在单细胞测序中,首先对细胞进行分离和取材,然后进行单细胞测序文库构建和测序。

常用的分析软件包括scater、Seurat和scRNA-Seq等,可以对单个细胞的基因表达进行聚类、可视化和差异表达分析。

基因表达差异的分析方法研究

基因表达差异的分析方法研究

基因表达差异的分析方法研究基因表达差异是指在不同生物或不同条件下,对同一基因进行的表达实验中,所测得的表达量之间的差异。

对基因表达差异的研究可以帮助我们更好地理解基因功能和调控机制,并为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。

接下来,将介绍一些基因表达差异分析的方法。

1. 微阵列技术微阵列技术是最早被用于基因表达差异分析的方法之一。

该技术利用DNA芯片上固定的互补DNA序列与待测RNA样品进行杂交,测定样品中各个基因的表达水平。

具体操作步骤包括:样品采集、RNA提取、标记、杂交与扫描等多个步骤。

虽然微阵列技术具有高通量、高灵敏度和高精度等优点,但也存在着成本高、样品处理复杂和标记的局限性等问题。

2. RNA测序技术随着二代测序技术的发展,RNA测序技术已成为一种常用的基因表达差异分析方法。

RNA测序技术利用高通量测序平台对RNA样品进行测序,可以对基因的转录和剪切等过程进行全面的检测和定量。

与微阵列技术相比,RNA测序技术不需要依赖于基因组序列信息,同时还可以检测未知序列和新基因的表达情况。

但RNA测序技术也存在着不同的测序深度和质量、样品处理和分析方法等影响分析结果的因素。

3. 质谱技术质谱技术是一种基于蛋白质组学的方法,也可以用于基因表达差异的分析。

该技术主要包括两个步骤:蛋白质消化和质谱分析。

在蛋白质消化步骤中,蛋白样品被加入胰酶等酶类,将多肽生成后进行分离。

在质谱分析中,分离后的多肽样品被注入质谱仪,得到其质量和放电荷比例的信息。

由此可以推断出蛋白的氨基酸组成和序列等信息。

质谱技术的优点包括定量、选择性和灵敏度高,同时可以进行定量分析和鉴别分析。

4. 基因编辑技术随着基因编辑技术的发展,我们还可以通过CRISPR-Cas等技术对基因表达差异进行分析。

在这种方法中,我们可以将CRISPR-Cas系统引导的RNA处理后注入细胞内,选择性地打靶并对目标基因进行编辑,从而直接体现基因在表达水平上的变化。

差异表达基因分析

差异表达基因分析

差异表达基因分析
差异表达基因分析(DifferentialExpressionGeneAnalysis,DEGA)是生物学中常用的一种技术,用于检测和确定不同生物样本或环境条件下的基因表达的差异。

本文旨在介绍差异表达基因分析技术,它的原理及其研究应用。

第一部分,定义差异表达基因分析。

差异表达基因分析是一种基因表达谱分析方法,旨在检测出样本在不同条件下有显著不同表达水平的基因。

它通过分析一系列相关的样本,明确哪些基因在不同条件下发生了显著表达差异。

第二部分,介绍差异表达基因分析的原理。

差异表达基因分析的基础是分析样本的RNA产物,即能够表达的基因的cDNA,以确定不
同条件下某些基因的表达差异。

通过使用一种叫做聚合酶链反应(PCR)的技术,可以比较多个样本的cDNA的表达水平,以确定哪些基因在
不同环境下有明显的表达差异。

第三部分,介绍差异表达基因分析的研究应用。

差异表达基因分析技术可以用于检测基因在不同环境、疾病和药物作用下的表达情况。

例如,可以检测癌症发生中不同细胞类型的基因表达差异。

此外,它还可以用于研究不同物种之间基因表达的差异,以及对特定疾病的病因及其预后等方面的研究。

本文综述了差异表达基因分析的定义、原理以及研究应用。

它是一项重要的技术,可用于生物学和疾病研究中的定量分析,为研究者提供重要的细胞和分子级数据,从而极大地推进了生物学研究。

差异基因表达研究方法介绍(DD-PCR;GENE-FISHING;GENE CHIP)

差异基因表达研究方法介绍(DD-PCR;GENE-FISHING;GENE CHIP)

差异基因表达研究方法介绍(DD-PCR;GENE-FISHING;GENE CHIP)差异基因表达的研究受到了广泛的关注,常用的技术有DD-PCR;GENE-FISHING;GE NE CHIP等。

简单介绍如下:DDRT -PCR技术即mRNA差异显示聚合酶链式反应技术,此技术是以PCR技术和聚丙烯凝胶电泳技术为基础,结合银染或放射性自显影等显色技术,能快速有效地鉴定并克隆两个或多个平行材料之间的差异表达基因。

DDRT-PCR技术的基本过程如下:①提取两组平行材料中的总RNA或mRNA;② 在逆转录酶作用下,以Oligo dT12MN为锚定引物将mRNA反转录成cDNA;③ 以cDNA为模板利用10一mer随机引物和锚定引物进行PCR扩增;④ 聚丙烯酰胺凝胶电泳分离PCR扩增产物,结合银染等显色方法获得平行材料间的差异cDNA片段,回收并再扩增差异片段;⑤Northern blotting 检测差异cDNA片段是否为阳性片段;⑥克隆cDNA片段并测序;⑦ 根据测序结果筛选cDNA文库或使用RACE技术获得cDNA片段侧翼序列,进而获得其全长cDNA基因。

GeneFishing技术用来检测不同样品间的表达差异。

该技术着眼于解决目前用来检测基因表达差异的方法所面临的问题,如芯片技术和差异显示技术。

该技术的实验包括以下三个步骤,反转录PCR (RT) 和两步法 PCR (GeneFishing PCR)。

第一步: 用dT-ACP1引物合成cDNAs的第一链。

dT-ACP1引物的3′端与mRNA的多聚A 互补。

这样第一链cDNA包含了dT-ACP1引物5´端的通用序列。

第二步: 把第一步得到的第一链cDNA稀释后和随机ACP及 dT-ACP2一起加到PCR管。

随机ACP引物的3′端序列能有效的结合到第一链cDNA的某一部位。

在第一步PCR 时,通过控制条件只能使随机ACP 的3′端特异的结合到第一链cDNA的特定位置,而阻止dT-ACP2的3′端退火结合到第一链cDNA。

差异表达基因的筛选及其在遗传学和病理学中的研究

差异表达基因的筛选及其在遗传学和病理学中的研究

差异表达基因的筛选及其在遗传学和病理学中的研究随着基因组学和生物信息学技术的发展,越来越多的研究者开始利用基因表达谱研究生物发育、疾病发生机制等问题。

而差异表达基因的筛选是基因表达谱分析的关键步骤之一。

本文将介绍差异表达基因的筛选方法,以及其在遗传学和病理学中的研究进展。

一、差异表达基因的筛选方法1. 统计学方法统计学方法是目前最常用的差异表达基因筛选方法之一。

基于某个样本组的基因表达值,在不同组别之间进行比较,通过一些统计学分析方法,如t检验、方差分析等,筛选出表达差异显著的基因。

2. 机器学习方法机器学习方法是一种通过计算机算法进行差异表达基因筛选的方法。

它通过建立不同模型,如支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)等,对基因表达数据进行分类,从而筛选出差异表达基因。

在机器学习方法中,特征选择是非常关键的一步,它可以去除无效的特征并提高筛选的准确性。

3. 基于基因网络的方法基于基因网络的方法是利用生物学知识和计算模型来确定差异表达基因的筛选方法。

它通过分析基因互作网络、信号通路、基因调控网络等方面的数据,筛选出在这些网络中起关键作用的基因。

二、差异表达基因在遗传学中的研究差异表达基因在遗传学研究中有着广泛的应用。

比如,在基因功能研究中,可以利用差异表达基因的筛选方法,筛选出与特定生物过程或机制相关的基因。

同时,在基因组学研究中,差异表达基因也可以用来分析不同品种、不同基因型之间的基因表达差异,揭示基因间的相互作用及其对物种进化和适应的影响。

例子:比如,在人类学科中,对发育障碍和智力障碍的遗传学研究中,可以通过对差异表达基因的筛选,分析患者与正常人群之间基因表达差异,揭示相关遗传变异及其在疾病发生中的作用。

此外,在肿瘤遗传学研究中,差异表达基因也可以用来分析癌细胞和正常细胞之间基因表达差异,从而揭示癌细胞的发生机制,为肿瘤治疗提供新的靶点。

三、差异表达基因在病理学中的研究差异表达基因可以被用来分析疾病特异性基因表达的变化及其与疾病发生、发展的关系。

基因差异表达的研究方法

基因差异表达的研究方法

基因差异表达的研究方法摘要寻找差异表达基因成为目前基因研究的一个非常重要的手段。

寻找差异表达基因的方法有消减杂交法、mRNA 差异显示、代表性差异分析法、基因表达的序列分析、抑制消减杂交、表达序列标签、cDNA微阵列、半定量PCR、定量PCR。

特综述以上各种方法的原理、方法过程、优缺点及其应用,随着科学技术的发展对差异表达基因的研究会更加完善。

关键词基因;差异表达;消减杂交;差异显示;研究方法在真核生物的生命现象中,从个体的发育、生长、衰老、死亡,到组织、细胞的分化、凋亡或肿瘤的恶化以及细胞对各种生物、理化因子的应答,本质上都涉及基因在时间上或空间上的选择性表达,即基因的差异表达。

基因的差异表达与组织、细胞的生物学性状和功能密切相关,成为生命科学的重要研究课题(潘美辉等,1997)。

比较不同细胞或不同基因型在基因表达上的差异,不仅是研究生命过程分子机制的基础,亦是分离克隆目的基因的前提(胡昌华,2001)。

寻找差异表达基因成为目前基因研究的一个非常重要的内容。

差异表达的基因通常用稳定状态下mRNA的丰度高低有无来比较。

差异表达基因有2个含义,即表达基因的种类改变和基因表达量的变化。

通过它能找到疾病不同阶段、不同状态下表达不同丰度的基因,从而为进一步研究打下基础。

分离和鉴定差异表达基因是了解各项生命活动和疾病分子调控机制的重要手段(梁自文,2001)。

笔者拟对目前现有的寻找差异基因的方法作一综述。

1消减杂交法(subtractive hybridization)消减杂交在1984年由Palmer和Lamer(Lamar EE et at.,1984)提出,其目的是分离出两类同源分子间差异表达的基因,关键是利用分子杂交原理去除共同序列,保留差异序列,通过PCR多次循环扩增而分离,从而能进一步研究其差异表达基因。

具体做法:首先以oligo-dT为引物,从tester中制备放射性标记的单链cDNA 文库。

基因组学数据分析中差异表达分析的使用方法

基因组学数据分析中差异表达分析的使用方法

基因组学数据分析中差异表达分析的使用方法差异表达分析是基因组学研究中常用的一种分析方法,用于比较不同条件或样本之间基因表达的差异。

这种分析方法可以帮助研究人员理解基因表达调控的机制、寻找与特定疾病相关的基因、发现新的分子标记物等。

本文将介绍差异表达分析的基本流程和相关的工具。

差异表达分析的基本流程通常包括:数据预处理、差异基因筛选和分析结果的验证。

首先,进行数据预处理,主要包括原始数据的读取、质量控制和归一化等。

其次,进行差异基因筛选,通过统计学方法或基因表达差异的幅度和显著性来确定差异基因。

最后,对选定的差异基因进行验证,可以使用实验室实验技术如RT-PCR、Western blot 等,或者进行功能富集分析、通路分析等。

在进行差异表达分析时,研究人员通常会使用一些专门的工具和软件。

下面以DESeq2为例,介绍差异表达分析的具体步骤。

首先,将原始数据导入到R或Python等编程环境中,利用相应的包或库进行数据预处理。

DESeq2是R语言中最常用的差异表达分析工具之一。

它可以处理RNA-seq数据,对基因表达的差异进行统计显著性分析。

使用DESeq2进行数据预处理时,首先需要进行数据的归一化处理,通常使用RPKM(reads per kilobase of exon per million mapped reads)或TPM(Transcripts Per Kilobase Million)方法将数据进行归一化处理。

接下来,进行差异基因筛选。

DESeq2使用负二项分布模型对差异表达进行建模,通过p值和调整的p值来判断差异的显著性。

DESeq2还结合了前沿理论来估计基因表达的离散性,提高了差异表达分析的准确性。

通过设定阈值,筛选出显著差异表达的基因。

此外,DESeq2还可以计算基因的表达倍数差异,帮助研究人员判断差异的生物学意义。

最后,对差异基因进行验证。

一种常用的验证方法是使用实验室技术如RT-PCR,验证差异基因在不同条件或样本中的表达水平。

差异基因表达

差异基因表达

差异基因表达差异基因表达是指在不同组织、不同时间或不同环境条件下,某些基因的表达水平发生变化的现象。

这种变化可能是由于遗传因素或外部环境因素导致的,它们对生物体的形态和功能具有重要影响。

差异基因表达研究是现代分子生物学和生物信息学领域中的一个重要研究方向。

它可以帮助我们了解生物体在不同条件下的适应性和适应机制,以及某些疾病的发生和发展过程。

同时,通过对差异基因表达进行分析和挖掘,还可以为新药开发、农业育种等领域提供重要参考。

差异基因表达分析通常包括以下几个步骤:1. 样品采集:收集不同组织、不同时间或不同环境条件下的样品,并进行处理,如RNA提取等。

2. RNA测序:利用高通量测序技术对样品中的RNA进行测序,并生成海量的原始数据。

3. 数据预处理:将原始数据进行质量控制、去除低质量序列、去除rRNA等预处理工作,以得到高质量的数据集。

4. 比对分析:将预处理后的数据与参考基因组进行比对,以确定每个基因的表达水平。

5. 差异表达分析:通过统计学方法比较不同样品之间的基因表达水平差异,并筛选出显著差异的基因。

6. 生物信息学分析:对差异表达基因进行功能注释、通路富集分析等生物信息学分析,以了解其在生物体中的作用和调控机制。

在差异基因表达研究中,常用的统计学方法包括DESeq2、edgeR、limma等。

这些方法可以对高通量测序数据进行标准化、归一化和显著性检验,以确定差异表达基因。

同时,生物信息学工具如DAVID、KEGG等可以帮助我们对差异表达基因进行功能注释和通路富集分析。

总之,差异基因表达研究是一个复杂而重要的领域,在生命科学研究和应用中具有广泛应用价值。

随着技术的不断进步和算法的不断优化,我们相信这一领域将会取得更加深入和广泛的发展。

degs差异表达基因

degs差异表达基因

degs差异表达基因
degs差异表达基因(DifferentialGeneExpression)是利用基
因组学技术研究的一种重要方法,是用来研究基因在不同的条件或状态下表达差异的一种研究方法。

本文重点介绍degs差异表达基因的
概念、原理和应用。

degs差异表达基因是一种研究基因在不同条件或状态下表达情
况的方法。

其核心思想是,当把基因表达分析分为两组、三组或更多组时,可以比较同一基因在不同组中的表达水平。

如果在比较中发现某种差异,可以认为这种差异是造成该组和另外组之间差异的重要原因,也就是所谓的“差异表达基因”。

degs差异表达基因的分析方法通常包括两个步骤:第一步是使
用统计分析软件对基因表达结果进行分析,以确定哪些基因在不同组中表达有显著性差异;第二步是分析这些差异表达基因,以及它们可能涉及的反应路径或疾病机制。

degs差异表达基因的应用主要在疾病的早期诊断、基因组分析、反应路径研究以及细胞或组织内代谢反应等。

例如,可以使用degs
差异表达基因分析研究,在比较健康个体和疾病患者的基因表达情况,从而发现可能与疾病发生有关的基因,有助于疾病的早期诊断;另外,可以利用degs差异表达基因研究,比较两个具有不同特性的细胞或
组织,揭示它们之间的分子机制。

结论:degs差异表达基因是一种利用基因组学的方法,主要用
于研究基因在不同环境下的表达差异,其应用广泛,在疾病早期诊断、
基因组分析、反应路径研究以及细胞或组织内代谢反应等方面都有重要用途。

生物信息学中的基因差异表达分析教程

生物信息学中的基因差异表达分析教程

生物信息学中的基因差异表达分析教程生物信息学是一门综合性的学科,结合生物学、计算机科学和统计学等领域的知识,致力于研究和分析生物大数据。

基因差异表达分析是生物信息学中的一个重要研究方向,它帮助我们了解基因在不同生物样本中的表达差异,从而揭示基因在生物体内的功能和调控机制。

本文将介绍基因差异表达分析的基本步骤和常用分析方法。

1. 数据获取基因差异表达分析的第一步是获取表达谱数据。

目前,公共数据库如GEO、TCGA、ENCODE等提供了大量的生物学实验数据,我们可以从这些数据库中下载需要的数据。

此外,还可以使用RNA-seq技术生成自己的表达谱数据。

2. 数据预处理在分析之前,我们需要对原始数据进行预处理。

这包括数据清洗、去除低质量的读数、去除rRNA等非编码RNA和抹平库大小差异等。

对于RNA-seq数据,通常还需要对原始测序reads进行碱基质量评估和去除接头序列。

预处理后的数据为下一步的分析做好准备。

3. 基因表达量估计在差异表达分析中,我们需要估计每个基因的表达量。

对于RNA-seq数据,可以使用软件如TopHat、HISAT2等进行reads比对,然后使用Cufflinks、StringTie等软件估计基因表达量。

对于芯片数据,可以使用MAS5、RMA等算法估计基因表达量。

4. 基因差异分析基因表达量估计后,就可以进行基因差异分析了。

差异表达分析可以帮助我们找到在不同样本中表达差异显著的基因。

常用的差异表达分析方法包括DESeq2、edgeR和limma等。

这些方法可以计算统计学上的显著性差异,并生成差异基因列表。

5. 功能富集分析差异表达基因的功能富集分析是了解这些基因在生物学过程中扮演的角色的关键步骤。

功能富集分析可以帮助我们发现差异显著的基因在分子功能、细胞组成和生物过程等方面的富集。

常用的功能富集分析工具包括DAVID、GSEA和Enrichr等。

6. 可视化和解释结果完成差异表达分析后,我们需要将结果进行可视化和解释。

基因组学数据分析中的差异表达基因筛选方法研究

基因组学数据分析中的差异表达基因筛选方法研究

基因组学数据分析中的差异表达基因筛选方法研究差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs)是在不同条件下基因表达水平发生显著差异的基因。

在基因组学数据分析中,筛选差异表达基因是研究基因功能、疾病机制等的重要步骤。

本文将探讨基因组学数据分析中的差异表达基因筛选方法,包括常见的统计分析方法以及机器学习方法。

常见的统计分析方法包括T检验、方差分析(ANOVA)和德沃夏检验(DESeq)。

T检验适用于两个样本情况,可以通过比较两个条件下基因表达平均水平的差异来筛选差异表达基因。

ANOVA适用于三个或者更多个样本情况,通过检验不同条件下基因表达的方差差异来筛选差异表达基因。

DESeq是一种基于负二项分布的差异表达分析方法,主要用于RNA-seq数据分析。

它可以根据基因表达的 |fold change| 和调整的 p-value 来筛选差异表达基因。

机器学习方法在差异表达基因筛选中也发挥着重要的作用。

主要有支持向量机(Support Vector Machine,SVM),随机森林(Random Forest,RF)和神经网络(Neural Networks,NN)等。

SVM是一种监督学习方法,通过构建一个高维特征空间来将不同类别的样本分开,从而实现对差异表达基因的筛选。

RF是一种集成学习方法,通过构建多个决策树来进行分类,根据特征重要性来筛选差异表达基因。

NN是一种模仿神经系统的学习算法,通过权重调整和非线性映射来提取特征并进行分类。

除了上述方法外,还有一些新兴的差异表达基因筛选方法被提出。

如基于网络拓扑的筛选方法(TNA),它利用基因网络的拓扑结构来评估基因的重要性和表达差异程度,从而筛选差异表达基因。

另外,基于组学特征的筛选方法(OMICSFeature)结合了多组学数据(如基因表达、甲基化、蛋白质组等)的特征,通过机器学习模型对差异表达基因进行筛选。

在进行差异表达基因筛选时,需要注意以下几点。

差异基因表达

差异基因表达

差异基因表达引言差异基因表达是指在不同组织、细胞类型或生理状态下,基因的表达水平存在显著差异。

通过研究差异基因表达,可以深入了解组织与细胞的功能及其在生理和疾病过程中的作用。

本文将探讨差异基因表达的原因、分析方法及其在生物学研究中的应用。

一、差异基因表达的原因差异基因表达的原因可以归结为两类:遗传因素和环境因素。

遗传因素包括基因座的多态性、突变等DNA序列的变异,以及基因调控元件(如启动子和增强子)的变化。

环境因素包括内外部环境的改变,如营养状态、感染、药物刺激等。

差异基因表达的遗传基础主要包括单核苷酸多态性(SNP)、拷贝数变异和结构变异等。

SNP是指基因组中单个核苷酸的变异,可能导致基因表达的差异。

拷贝数变异是指某一段DNA序列的重复拷贝数目的变化,可能导致基因的过量表达或缺失表达。

结构变异是指染色体上的大片段DNA序列插入、删除、重排等的变化,这些变化可能影响基因的转录和翻译过程。

环境因素对差异基因表达的影响主要通过调控基因的表达水平来实现。

一些环境因素如营养物质、药物和化学物质等可以直接作用于细胞并改变基因转录水平。

其他环境因素如感染和创伤则通过免疫系统的活化和细胞信号传导通路的改变来影响基因表达。

二、差异基因表达的分析方法差异基因表达的分析方法可以分为两大类:基于RNA测序的方法和基于芯片技术的方法。

基于RNA测序的方法是目前应用最广泛、最准确的差异基因表达分析方法。

该方法通过建立细胞或组织的转录组数据库,将不同样本中的RNA提取、逆转录合成cDNA,并进行高通量测序。

随后,利用生物信息学手段对测序结果进行比对、拼接和定量分析,最终得到差异基因的表达模式。

基于芯片技术的方法是早期使用较多的差异基因表达分析方法。

该方法通过将样本中的RNA提取、逆转录合成标记的cDNA,并将其与芯片上的探针序列杂交,利用荧光信号检测差异基因的表达水平。

芯片上的探针通常是特异性的DNA片段,可以与不同基因的RNA序列互补配对,从而实现对基因表达的检测。

基因表达数据分析中的差异基因筛选方法比较研究

基因表达数据分析中的差异基因筛选方法比较研究

基因表达数据分析中的差异基因筛选方法比较研究基因表达数据分析是研究基因在不同组织、时间点和条件下的表达水平变化的重要手段之一。

差异基因筛选是基因表达数据分析的关键步骤之一,可以帮助研究人员识别与特定生理过程相关的基因。

在基因表达数据分析中,有多种方法用于筛选差异基因,本文将比较几种常用的方法,包括t检验、方差分析(ANOVA)、百分位差异、差异率以及基于机器学习的方法。

1. t检验t检验是一种用于检验两组样本均值是否有显著差异的统计方法。

在基因表达数据分析中,研究人员可以使用t检验来比较两组样本的基因表达水平是否有显著差异。

t检验适用于两组样本且符合正态分布的情况。

然而,基因表达数据通常具有较高的维度和波动性,可能不符合正态分布的假设。

因此,t检验在基因表达数据分析中的使用有一定的局限性。

2. 方差分析(ANOVA)方差分析(ANOVA)是一种用于比较多个样本均值是否有显著差异的统计方法。

在基因表达数据分析中,研究人员可以使用方差分析来比较多个组的基因表达水平是否有显著差异。

方差分析适用于多组样本的比较,可以探索多个处理因素对基因表达的影响。

然而,方差分析假设数据符合正态分布和方差齐性的假设,针对大规模的基因表达数据,这些假设可能无法满足。

3. 百分位差异百分位差异是一种基因表达数据分析中常用的非参数方法。

它通过比较基因在不同条件下的表达水平的百分位数来筛选差异基因。

与t检验和方差分析相比,百分位差异不依赖于数据分布的假设,适用于不符合正态分布的数据。

百分位差异的优势在于可以发现在少数样本中出现的显著差异,但其缺点是可能会漏掉具有较小差异且在样本中较为普遍的基因。

4. 差异率差异率是一种常用的基因表达数据分析方法,用于衡量两组样本之间基因表达水平的差异。

差异率采用比例作为度量,可以计算哪些基因在两组样本之间有较大的表达差异。

差异率的计算避免了对数据分布进行假设,能够快速筛选出具有显著差异的基因。

差异表达基因筛选方法

差异表达基因筛选方法

差异表达基因筛选方法基因表达在不同的生理状态、疾病状态或者发育阶段等会有差异,那怎么把这些差异表达的基因找出来呢?一种常见的方法是倍数变化法。

简单说呀,就是比较两组样本中基因表达量的倍数关系。

比如说,一组是健康组织,一组是患病组织。

如果某个基因在患病组织中的表达量是健康组织的2倍或者更多,或者只有健康组织的一半甚至更少,那这个基因就很可能是差异表达基因啦。

就像在两个不同的班级里比较成绩,一个学生在这个班的成绩比另一个班高好多或者低好多,那这个学生就比较特殊嘛。

不过这种方法也有小缺点哦,有时候测量的误差可能会导致误判。

还有t检验法。

这个就有点像在比较两个东西是不是真的有很大不同。

通过计算基因在两组样本中的表达数据的t值,再根据一定的概率标准(通常是p值小于0.05)来判断这个基因是不是差异表达的。

这就好比是在判断两个人是不是真的有很大差别,得有个标准来衡量。

但是呢,t检验假设数据是符合正态分布的,如果数据不符合这个假设,结果可能就不太准啦。

另外,方差分析(ANOVA)也能用来筛选差异表达基因。

当我们有多个组要比较的时候,方差分析就大显身手了。

它可以同时分析多个组之间基因表达量的差异。

就像有好几个不同类型的班级,我们想知道某个学生的成绩在这些班级里是不是有特别的表现。

不过方差分析也比较复杂,不太好理解。

现在还有一些基于高通量测序数据的专门软件和算法,像DESeq2、edgeR等。

这些就像是专门的小助手。

它们综合考虑了测序深度、基因长度等多种因素,能够更准确地找出差异表达基因。

这就好比是有个超级智能的小管家,把各种复杂的情况都考虑进去,然后准确地告诉你哪些基因是不一样的。

生命科学中的基因差异表达研究

生命科学中的基因差异表达研究

生命科学中的基因差异表达研究在生命科学中,基因差异表达研究是一个非常重要的领域。

这是因为,人们对于不同基因在不同组织和不同时间中的表达模式有着极大的兴趣。

通过对基因差异表达的研究,我们可以更加深入地了解基因在不同生理状态和疾病条件下的功能及其调控机制,这对于疾病的预防和治疗都有着重大的影响。

基因差异表达研究的基础是基因表达的定量和比较。

现在常用的技术是RNA测序和芯片技术。

RNA测序技术是采用高通量测序仪对RNA进行高通量测序,通过比对全基因组的参考序列,同时计算样本中RNA的序列计数或富集值,从而定量不同基因的表达量。

而芯片技术则是利用设计好的基因芯片进行测序,包括渐进式的芯片和常规的芯片两种,渐进式芯片更高效,但较耗时。

利用这两种技术,我们可以快速地定量和比较不同基因在不同组织和条件下的表达模式。

研究表明,不同的组织和条件下的基因表达模式存在差异,这种差异又称为基因差异表达。

通过对基因差异表达研究的深入探究,我们可以发现很多的重要结论。

例如,在肿瘤组织和正常组织中,基因的表达模式存在非常明显的差异,对这些差异的深入研究可以帮助我们更好地理解肿瘤的发生和发展机制。

同时,对于遗传性疾病和表型的研究,也需要我们对基因差异表达进行深入的研究,以更好地诊断和治疗这些疾病。

除此之外,基因差异表达研究也可以帮助我们更好地了解基因调控机制。

在生物的发育和生殖过程中,基因表达的调控是非常重要的。

通过对基因差异表达的研究,我们可以更好地了解基因表达调控的机制和过程,帮助我们更好地解决一些相关的问题。

需要注意的是,基因差异表达的研究不仅需要在实验手段上做好准备,也需要在数据分析和处理方面做足功夫。

由于所含基因数目非常之多,研究人员必须要通过一些统计学的方法对结果进行过滤和筛选,数据分析的准确性直接影响到研究结果的可靠性。

总之,基因差异表达研究在生命科学中扮演着非常重要的角色。

通过对基因差异表达的深入研究,我们可以更好地了解基因在不同条件下的表达和调控机制,也为疾病的诊断和治疗提供了有力的支持。

基因组学中的差异表达分析

基因组学中的差异表达分析

基因组学中的差异表达分析基因组学是现代生物学的一个重要领域,它研究的是生物体内所有基因和基因组的结构、功能、表达及调控等方面。

众所周知,人类基因组中拥有超过20,000个基因,每个基因在不同的组织和不同的生理状态下会表现出不同的表达谱。

因此,深入研究基因表达谱之间的差异是理解生命的基础。

差异表达分析是用来比较不同条件下基因转录本表达的一种方法,它可以揭示不同基因之间的调控网络,从而解析物种在不同生理、病理状态下内部的基因变化。

一般来说,差异表达分析主要包括样本筛选、RNA提取和测序、数据质控、差异表达基因分析及生物信息学注释等步骤。

(一)样本筛选在进行差异表达分析前,需要明确研究设计所需要的样本类型。

有效的样本设计可以降低误差和增加差异表达结果的准确性。

比如,研究者可以通过挑选不同亚型疾病样品,来研究各亚型疾病之间的差异表达情况,或者挑选不同时间点的样品来分析动态变化的基因表达情况等。

(二)RNA提取和测序RNA提取和测序是差异表达分析的前提工作。

RNA提取的目的是将细胞或组织中的RNA分离并纯化放到后续测序分析的平台。

RNA提取可以采用传统的三分体系方法或者信号放大法。

同时,在RNA提取过程中,研究者必须特别注意样品的总量、质量、纯化程度等。

RNA测序是确定RNA序列及表达谱定量的一种技术。

目前,RNA测序技术的发展让高通量、低成本的RNA测序成为可能。

RNA测序可以使用Illumina、PacBio、Oxford Nanopore、SOLiD等不同平台。

同时,为了减少误差和提高测序效果,使用大量的样品来进行RNA-seq,以达到有意义的分析结果。

(三)数据质控RNA测序的结果容易受到实验过程中多种因素的干扰,如细胞样品的质量,RNA提取和测序的技术问题,数据分析的方法问题,等等。

为此,数据质控需要通过有序、严密的参数检测,剔除低质量、干扰的数据,而留下高质量、可靠的数据。

对于每个RNA测序数据,我们可以对其进行FASTQC数据质控分析,进一步排除质量不佳的样本,确保所得到数据质量可靠。

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基因差异表达的研究方法摘要寻找差异表达基因成为目前基因研究的一个非常重要的手段。

寻找差异表达基因的方法有消减杂交法、mRNA 差异显示、代表性差异分析法、基因表达的序列分析、抑制消减杂交、表达序列标签、cDNA微阵列、半定量PCR、定量PCR。

特综述以上各种方法的原理、方法过程、优缺点及其应用,随着科学技术的发展对差异表达基因的研究会更加完善。

关键词基因;差异表达;消减杂交;差异显示;研究方法在真核生物的生命现象中,从个体的发育、生长、衰老、死亡,到组织、细胞的分化、凋亡或肿瘤的恶化以及细胞对各种生物、理化因子的应答,本质上都涉及基因在时间上或空间上的选择性表达,即基因的差异表达。

基因的差异表达与组织、细胞的生物学性状和功能密切相关,成为生命科学的重要研究课题(潘美辉等,1997)。

比较不同细胞或不同基因型在基因表达上的差异,不仅是研究生命过程分子机制的基础,亦是分离克隆目的基因的前提(胡昌华,2001)。

寻找差异表达基因成为目前基因研究的一个非常重要的内容。

差异表达的基因通常用稳定状态下mRNA的丰度高低有无来比较。

差异表达基因有2个含义,即表达基因的种类改变和基因表达量的变化。

通过它能找到疾病不同阶段、不同状态下表达不同丰度的基因,从而为进一步研究打下基础。

分离和鉴定差异表达基因是了解各项生命活动和疾病分子调控机制的重要手段(梁自文,2001)。

笔者拟对目前现有的寻找差异基因的方法作一综述。

1消减杂交法(subtractive hybridization)消减杂交在1984年由Palmer和Lamer(Lamar EE et at.,1984)提出,其目的是分离出两类同源分子间差异表达的基因,关键是利用分子杂交原理去除共同序列,保留差异序列,通过PCR多次循环扩增而分离,从而能进一步研究其差异表达基因。

具体做法:首先以oligo-dT为引物,从tester中制备放射性标记的单链cDNA 文库。

然后将这些cDNA探针与过量的来自driver的mRNA(其poly-A尾已与生物素耦联)杂交,大部分单链cDNA探针和driver中的mRNA形成异源双链,并通过羟基磷灰石柱层除去cDNA×mRNA杂交体,以此富增tester中特异的cDNA。

消减杂交法的最大优点是它适用于未被克隆的基因组片段;其次它特别适于寻找那些由于缺失造成突变的基因。

但这一方法需要大量的driver mRNA才能使消减杂交充分进行,所回收的cDNA量也很低,而且操作步骤复杂、耗资费时、重复性差,目标序列的富集程度仅能达到100~1 000倍。

如果基因组过大,则会导致野生基因组和变异基因组间的杂交复杂化。

如果分离缺失突变的基因,则需要缺失的DNA片段有一定长度。

传统的消减杂交法对mRNA的质和量要求都很高,而且很难获得低丰度的差异基因(李文雍,陈清轩,2004)。

2mRNA差异显示(mRNA differential display,mRNA DD)mRNA DD是由Liang和Pardee(Liang P et al.,1992)于1992年最先建立的,这一方法的根据是,所有mRNA 3′端均有polyA结构,而且其3′末端与polyA 相邻的2个碱基只有12 种组合(即GG GC GT GA CC CG CA CT TT TG TC TA)。

因而设计寡聚dT与polyA配对,并外加2个针对相邻的12组碱基的配对碱基,后者被称作锚碱基(AA AG AT AC GG GC GT GA CC CA CT CG),这样共需12组引物,每组引物锚定总mRNA的1/12,故这种引物又称为锚引物。

锚引物与mR NA 3′端锚定后,在逆转录酶作用下,逆转录合成cDNA的第一链;而后加入任意引物,经变性后,以cDNA第一链为模板,经过低温复性,造成任意引物与cDNA第一链错配,而后在Tag 酶作用下,进行cDNA第二链的合成。

最后在上述2种引物的共同引导下,进行PCR扩增。

因不同mRNA扩增产物大小不同,经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,通过自显影或荧光显色检测,可得到mRNA 的指纹图谱。

2种以上细胞的指纹图经比较即可得到差异表达的mRNA带,可进一步扩增、筛选、克隆和鉴定。

mRNA DD是一种极其有效的研究基因行为差异的方法,该方法简单、快速,具有重复性好、灵敏度高、多能等特点,在分离与分化、发育、细胞周期调节、癌变及疾病相关的基因方面得到了广泛应用。

3代表性差异分析(representationdifferenceanalysis,RDA)1993年Listsyn(Lisitsyn N et al.,1993)等在消减杂交的技术基础上发展的分析基因组DNA差异的方法,Hubank(Hubank M et al.,1994)等将其改进后用于cDNA分析。

将实验组的mRNA逆转录为cDNA,采用识别4或6个碱基的限制性酶酶切消化,在5′末端接上寡核苷酸接头进行PCR扩增,换接头后与过量对照组cDNA混合,经变性、复性去除两者的共同部分,将双链两端都含有的差异分子作指数放大,最后通过电泳分析将占优势的差异分子克隆到载体等方法获得新分子基因。

RDA与单纯消减杂交技术相比更具有代表性、富集效率更高,对起始材料要求低,适合小型实验室开展。

但是它步骤繁多,最后富集片段小于1kb,且对低丰度的mRNA检出水平有待进一步提高。

4基因表达的序列分析(serial analysis of gene expression,SAGE)SAGE是Velculescu等建立的一种基因分析方法,可以快速和详细地分析成千上万个基因(李文雍,陈清轩,2004)。

它的主要依据:一是来源于转录体特定位置的9~10个碱基的核苷酸序列包含足够的信息,能唯一确认一个转录体;二是对一个克隆中一系列标签的测序并将它们联系起来就可以对转录体进行分析。

基本过程:生物素化的引物将mRNA逆转录为cDNA,将双链cDNA用锚定酶消化,消化后的3′cDNA通过生物素蛋白结合而分离,用锚定酶消化除去接头后,将含粘性末端的序列标签依次连接到一个载体中测序。

SAGE主要用于比较不同发育阶段和疾病不同时期基因表达谱的变化(Velculescu VE et al.,1995),不足之处在于产生双标签时,接头分子会持续存在,这将很大程度上影响双标签的有效连接。

目前,SAGE主要应用于比较不同发育阶段和疾病时期基因表达谱的变化。

由NIH发起的肿瘤基因组解剖学计划(canser genome anatomy project,CGAP)和NCBI的UniGene已融入SAGE分析,它的应用还在不断的发展之中。

5抑制消减杂交(SuppressionSubtractiveHybridition,SSH)Diachenko(Diatchenko L et al.,1996)等在1996年建立抑制消减杂交法。

它克服了DD法的假阳性较高和RDA法消减杂交轮次较多的缺点,十分适用于克隆分析造成某种特殊表型的目的基因及功能(王涛,陆应麟,1998)。

随后,由于SSH具有假阳性率低、高敏感性、效率高及不需要昂贵的实验仪器等特点,被广泛应用于筛选差异表达的基因(顾克余,翟虎渠,1999;Zheng Y and Iames R C,2000;张强等,2000)。

SSH是抑制性PCR与消减杂交技术相结合的更简单、更快速地分离差异表达基因的方法。

消减杂交运用杂交二级动力学原理,即高丰度的单链DNA退火时产生同源杂交的速度快于低丰度的单链DNA,使原来在丰度上有差别的单链DNA相对含量达到基本一致。

抑制性PCR利用链内退火优于链间退火的特点,使非目的序列片段的两端反向重复序列在退火时产生类似发卡的互补结构,无法作为模板与引物配对,从而选择性抑制了非目的基因片段的扩增。

方法上先制备实验组、对照组cDNA,通过连接2个接头,进行消减杂交和巢式PCR,最后得到扩增的差异表达基因。

SSH的优点是:(1)SSH通过它的2次特异性杂交和2次PCR特异性扩增使假阳性率大大降低。

(2)具有高度灵敏性,通过均等化作用和对目标序列的富集,保证了低丰度的mRNA也有被检测到的可能。

一般说来,经过SSH,稀有丰度cDNA能富集1 000~5 000倍,这种富集作用使得低至每细胞1个拷贝的分子也可能被检出。

(3)提高了基因克隆效率,可同时分离上百个差异表达基因(von Stein OD et al.,1997),由于使用四碱基内切酶使基因组的复杂程度降低,大大提高了信息量。

(4)程序相对简单,操作简便易行,实验结果复杂程度低。

SSH的缺点是:对起始材料相对要求较多,不适于来源困难的样品,而且若为cDNA SSH则需来源样品保持新鲜,以防RNA降解造成信息的丢失,所需的mRNA在50~1 000ng,非酶切位点区域内的点突变、小缺失或插入均不能被有效的发现;得到的片段尚需扩增其全长(胡昌华,2004);不能同时进行数个组织或细胞间不同处理的比较。

抑制消减杂交技术目前已得到了广泛的应用,已经渗透到了医学、病理学、发育生物学等各个领域。

6表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)ESTs是对一个cDNA克隆测序获得的部分片段,它为发现新基因,揭示基因表达以及调节信息提供了一种快速、有效的途径(Adams MD et al.,1991)。

一个全长基因转录本的cDNA序列可能包含多个重叠的EST,一般长300~500 bp,通常作为基因的标志。

由于没有认真校对,RPH 序列中有较多错误如碱基的插入或缺失等。

目前Genbank收集了几百万个EST序列,形成了庞大的EST 库,几乎代表了人类基因组中近10万个基因。

由于cDNA文库的复杂性和测序的随机性,有时多个EST代表同一基因或基因组,通过对所有EST分析,形成EST簇,每一个EST 簇独立代表特定的基因。

TIGR Gene Indices,UniGene,STACK是其中的几种EST 数据分析系统。

但是EST 缺少低表达基因的转录本,自动化测序中会出现一些错误,包括碱基的替代、插入和缺失。

随着大规模、高通量ESTs测序的进行,ESTs数据库正在迅速扩充,ESTs将发挥越来越重要的作用(宋宇轩,曹斌云,2004)。

7cDNA微阵列(cDNA microassay)cDNA微阵列又称基因芯片(gene chips)或DNA芯片,是将cDNA文库中已知和未知序列固定于固相支持物上,同时检测、比较生物样品中多个已知或未知序列的表达情况。

在固相支持物上印迹外源或原位合成寡核苷酸序列,同位素或荧光标记靶DNA,依不同目的选择杂交条件并杂交至芯片上,激光扫描、计算机分析即可得出相应基因的表达谱或测序结果、突变及多态性等信息(Hacia JG,1999;Pennist E,1999)。

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