最新基因功能的研究方法
基因功能研究的新方法
基因功能研究的新方法近年来，随着科技的飞速发展，科学家们对基因功能研究提出了新的方法。
传统的方法主要是通过基因敲除、基因表达调控和蛋白质相互作用等手段，来研究基因在生命过程中的作用。
然而，这些方法存在一些局限性，如不适用于所有基因，无法准确定位基因在细胞中的功能区等。
现在，我们介绍几种新的基因功能研究方法。
一、人工合成基因人工合成基因是一种全新的研究方法，它通过化学合成技术合成人工基因，进而研究其功能。
这种方法相较于传统方法具有以下优势：1. 可以设计和合成任意长度、任何碱基序列的DNA，因此可以快速建立大规模的基因库和基因芯片。
2. 对于难以获取的天然基因，人工合成基因可以用来替代，以便进行功能的研究。
3. 可以通过人工合成的基因来验证生物体内哪些基因是真正发挥作用的。
二、基因启动子的重组基因启动子是控制基因表达的开关。
传统的研究方法是将基因启动子与一个荧光蛋白基因连接起来，然后将其插入到实验生物中，通过观察细胞发出的荧光信号来研究基因启动子的功能。
然而，这种方法只能研究单个基因的启动子，并且无法控制启动子在不同组织或时间点的表达模式。
现在，一种新的基因启动子的重组技术被提出。
这种方法是通过将基因启动子与荧光蛋白基因分别放入两个DNA片段中，然后再将它们组合起来，形成一个完整的“基因启动子荧光蛋白基因”，即可研究这个基因的启动子功能，同时还可以控制这个基因在不同组织和时间点的表达模式，从而更全面地了解基因在生命过程中的作用。
三、CRISPR技术CRISPR技术是目前最为流行的基因编辑技术。
它可以精准地切割DNA，粘贴新的基因或删除基因。
这种技术不仅可以用于基因治疗，还可以用于基因功能研究。
CRISPR技术可以用于体细胞基因编辑或胚胎基因编辑，以快速建立基因敲除或敲入的细胞系，从而研究其变异后的性状，从而探究这些基因在生物体中的功能。
这些新的基因功能研究方法为科学家们提供了更准确和全面的研究手段。
研究基因功能的方法
研究基因功能的方法
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genomewalkingPCR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,GSTpulldown,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realtimeRT-PCR，检测基因的表达情况/变化。
（或者以northernblot、Rnaseprotectionassay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Westernblot、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。
植物基因功能及其在遗传改良中的应用
植物基因功能及其在遗传改良中的应用植物作为自然界中最为重要的生物之一，在人类社会中也扮演着重要的角色。
随着科技的不断发展，人们对于植物的遗传相关问题也有了深入的了解。
其中，植物基因功能的研究是近年来备受关注的热点之一。
在这篇文章中，我们将探讨植物基因功能的重要性以及其在遗传改良中的应用。
一、植物基因功能的重要性在各种生物中，基因都是控制生物个体发育和特征的基本单位。
植物基因功能研究的目的是解析基因在植物生长发育、逆境应答等方面的作用，揭示生物的遗传机制。
这项研究的重要性在于它有助于人类更好地了解植物的生长发育过程，探索植物对于外界环境的适应机制，最终推动人类对于植物资源的利用与开发。
此外，基因功能研究也可以揭示遗传变异对于物种适应力的影响，为生物多样性保护提供科学依据。
二、植物基因功能的研究方法对于植物基因功能的研究，目前主要使用的方法包括转基因、基因敲除和基因表达谱等。
其中，转基因技术指的是将人工合成的基因通过载体DNA导入到植物细胞中，从而实现对植物基因功能的人为改造。
基因敲除则是通过使用RNA干扰技术或CRISPR-Cas9系统等方法将特定基因的表达降低或消除，从而观察缺失该基因对于植株生长发育和功能性状的影响。
而基因表达谱则是通过对植物不同的生长发育阶段和环境应答过程中基因表达水平的分析，来揭示基因功能的动态变化和调控机制。
三、植物基因功能在遗传改良中的应用遗传改良是指运用现代生物技术手段促进植物遗传原料的进一步优化，从而提高其产量、增强抗逆性和改善品质等性状。
植物基因功能的研究为遗传改良提供了重要的理论依据和技术支撑。
其中，转基因技术是最为常见的遗传改良手段之一。
通过将人工合成的基因导入植物细胞中，可以使植物获得更强的抗病性、抗虫性、耐盐性等性状，同时还可以提升植物的营养价值和药用价值。
通过对植物基因功能的深入研究，科学家们可以更加精准地选择基因进行转移，从而最大程度地减少对植株生长发育的负面影响，实现对植株性状的精准调控。
基因功能研究第一步：轻松敲基因
基因功能研究第一步：轻松敲基因基因研究中，敲除基因，研究该基因的功能是最常用的套路。
一般 ShRNA 可通过 RNA 干扰来抑制基因的表达，是基因研究中必不可少的环节。
下面就主要围绕设计ShRNA 引物序列，手把手教你构建ShRNA 质粒，轻松敲基因。
ShRNA 的设计原则1. 克隆到ShRNA 表达载体中的ShRNA 包括两个短反向重复序列，中间由一茎环序列分隔的，组成发夹结构，由polⅢ 启动子控制。
随后在连上 5～6 个 T 作为 RNA 聚合酶Ⅲ 的转录终止子。
2. 两个互补的寡核苷酸两端须带有限制性酶切位点。
3. ShRNA 插入片段中的茎环应当靠近寡核苷酸的中央。
4. 5～6 个 T 必须放置在 ShRNA 插入片段尾部以确保 RNA 聚合酶 III 终止转录。
5. 在正义链和反义链序列上不能出现连续3 个或以上的T。
这可能导致 ShRNA 转录的提前终止。
下面以 pSUPER 质粒载体设计 ShRNA 为例：1. 选择双酶切位点分别是 BglII-HindIII site。
2. pSUPER ShRNA design model：红色部分包含限制性酶切位点，绿色部分为茎环序列。
3. shRNA 的引物设计呢，可以从 Sigma 网站上进行查询。
（1）进入 sigma 网站，点击 search for shrna clones。
（2）在对话框输入基因名称。
（3）在基因 products 里面找到 shrna panels，点击进入。
（4）根据自己所要敲除的物种，human 或者 mouse，点击价格进入。
（5）如图，得到 shrna 序列，一般左上角带有 VALIDATED 标志的序列，为已知验证序列，而且还可以看到平均敲减效率为0.66。
可优先选择已验证并且敲减效率高的引物序列。
（6）选择第一条，得到如下序列，一般由于构建质粒载体不同，酶切位点也有所不同，sigma 官网的引物起始碱基 CCGG 是酶切位点序列，TACTCGAGTA 是茎环结构，TTTTT 是 RNA 聚合酶Ⅲ 的转录终止子。
基因功能的研究方法
摘
要
人 类 基 目组 计 划 的顺 利 进 行 使 基 因 功 能 研 究 成 为 生命 科 学领 域 中 的 重 大 课 题 ， 因转 导 、 义 技 术 、 基 基 反 转
中圈分类号
随 着 人 类 基 因 组计 划 的 顺 利能研究成 为生命科学 领域 中的重太课 题 ， 基 目前
基 因 功 能 研 究 方 法 主 要 有 基 因 转 导 、 义技 术 、 基 园 和 基 反 转
的基 因 的 ３端 加 上 ｐｌ ｏ Ａ信 号 后 ， 达 水 平 至少 提 高 １ ｙ 表 Ｏ倍 ，
体 ｍ Ｎ 。 Ｒ Ａ
因剔除 、 色体转导 、Ｎ 染 Ｒ Ａ干 涉 等
１ 基 固转 导技 术
将 月的 基 因转 导 入 某 一 细 胞 中 ， 过 观 察 细 胞 生 物 学 行 通 为 的娈 化 来 认 识 基 因 的 功 能 ， 目前 应 用 最 多 、 术 最 成 熟 是 技 的 基 因 功 能 研 究 方 法 由 于 基 用 表 达受 转 导 效 率 和 是 丙 持 续 稳 定 表 达 两 方 面 因 素 影 响 因 此 需 慎 重 选 择 转 导 系 统 ‘： 常 用 的 基 因 转 导 系 统 分 为 非 病 毒性 表 达 系统 和 病 毒 性 表 达 系 统
因 和 基 因剔 除 、 色 体 转 导 、ｈ 染 Ｒ Ａ干 涉 等 是 目前 研究 幕 因功 能 的 主 要 方 法 ． 的 技 术 不 断 涌 现 ， 各 有 其 特 点 和 局 新 且
限性 。 关键词 基 因 功能 基 甩 转 导 ． 义核 苷 酸 ．转基 冈 ．基 因 剔 除 ． 色 体 转 导 ． Ｎ 反 染 Ｒ Ａ干 涉 叩 ５ ３ 文 献 标 识码 ｃ 文 章 编 号 ｌ０ 一０ １ ２０ ） ｔ １ ７ ４ ０ ｏ３ ６ Ｉ０ ２ ０ 一 １ — ０ ０
生长发育调控基因的功能和研究方法
生长发育调控基因的功能和研究方法生长发育是一个复杂的多细胞有机体的生命过程，它受到多种分子层面的调控，涉及基因、信号分子、代谢物等多个方面。
其中，生长发育调控基因在该生命过程中起着重要的作用，如何探究它的功能和研究方法是本文要探讨的话题。
一、生长发育调控基因的功能生长发育调控基因可以被理解为调控个体生长和发育的基因，其功能表现的方式是通过信号传递链中的激活酶、磷酸酶、蛋白质互作、信号转录因子、转录因子核小体装配、组蛋白修饰、DNA甲基化等多种途径控制某一过程或转录某一基因。
其功能几乎囊括了分子生物学、遗传学、发育生物学、生物化学等多个学科领域。
1、促进细胞增殖生长发育调控基因中的经典代表是Cyclin-dependent kinase (CDK)家族。
该家族包括CDK1、CDK2、CDK3等多个成员，通过与配体Cyclin的结合活化，进而活化下游蛋白，调控基因转录和细胞周期进程，从而促进细胞增殖和生长。
2、影响基因转录生长发育调控基因的转录是种基本的功能，如核内受体家族的成员如P53、CREB、MyoD等都在肌肉发育和基因转录中发挥着重要的作用。
通过与其拮抗的转录抑制因子，调节基因转录，从而影响生长发育。
3、参与信号传递生长发育调控基因还可以通过信号转导参与细胞的增殖和分化。
以TGF-β家族为代表的信号传递通路中，Smad蛋白家族在信号转导链中扮演着极其重要的角色。
他们将信号从TGF-β受体传递到下游蛋白中，进而调节干细胞分化、胚胎发育等生长发育过程中的多个关键步骤。
二、生长发育调控基因的研究方法生长发育调控基因的研究是一个长期而复杂的过程。
在研究过程中，需要采用多种方法逐步深入其功能和调控机制。
下面分别介绍其中两种主要的研究方法。
1、基因敲除法基因敲除是一种比较直接的方法，通过使用类似于CRISPR-Cas9的工具成功的去除目标细胞中的某一个基因，然后对敲除的细胞和正常的对照细胞进行比较。
该方法可以研究这个基因的功能和调控机制，从而更好的了解该基因在生长发育中的作用。
研究植物基因功能的策略和方法_3110
研究植物基因功能的策略和方法研究植物基因功能主要有两种策略：正向遗传学（forward genetics）和反向遗传学（reverse genetics）策略。
正向遗传学即通过生物个体或细胞基因组的自发突变或人工诱变，寻找相关表型或性状改变，然后通过图位克隆并结合一些基因差异表达筛选技术（如差减杂交、差异显示PCR、差异显示分析等）从这些特定性状变化的个体或细胞中找到对应的突变基因，并揭示其功能，例如遗传病基因的克隆。
反向遗传学的原理正好相反，人们首先是改变某个特定的基因或蛋白质，然后再去寻找与之有关的表型变化，例如基因剔除技术或转基因研究。
简单地说，正向遗传学是从表型变化研究基因变化，而反向遗传学则是从基因变化研究表型变化。
研究植物体内基因功能的方法主要有以下几种：（1）基因功能丧失或减少，即筛选目的基因功能部分丧失或全部丧失的突变体，比较其与野生型的表型差异来确定该基因功能；（2）基因功能增加或获得，即筛选目的基因高水平表达的植株，比较其与相应对照植株（野生型植株，功能丧失突变体或模式植物植株）差异，观察其表型性状变化来鉴定基因功能；（3）基因异位表达（Ectopic expression），通过定向调控靶基因的时空表达模式来研究基因功能；（4）微阵列（Microarray）是一种在全基因组水平对基因表达进行高通量检测的技术；（5）酵母双杂交技术（Yeast two-hybrid system）用于分析基因产物即蛋白质之间的互作。
1 基因功能丧失或减少以前，通常通过筛选自然突变体来获得基因功能部分或全部丧失的突变体，但概率较低；现在一般通过各种人工方法来获得合适突变体。
人工产生基因功能丧失的方法有插入突变、反义抑制（antisense suppression）、共抑制（cosuppression）、双链RNA干扰（double-stranded RNA interference, dsRNAi）。
生物信息学中的基因功能预测技术
生物信息学中的基因功能预测技术随着生物信息学研究的不断深化，越来越多的研究人员开始关注基因的功能预测技术。
基因是生物体内控制发育、生长、代谢等各种生命活动的重要因素，因此理解基因的功能对于生物学研究具有极其重要的意义。
近年来，随着高通量测序技术及生物信息学分析方法的发展，可以预测基因功能的技术也不断涌现。
以下将介绍几种基因功能预测技术。
1. 基于同源性的预测技术同源性是指两个或多个基因在进化过程中保持了相似的序列和功能。
因此，可以通过比较不同物种之间的基因序列来推断基因的功能。
这种方法被称为基于同源性的预测技术。
比较常用的方法是比对蛋白质序列和基因结构的相似性来预测基因功能。
例如，在NCBI数据库中，可以通过BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）工具进行同源性搜索。
2. 基于基因组学的预测技术随着基因组学技术的发展，可以对整个基因组进行分析，从而预测基因功能。
这种方法被称为基于基因组学的预测技术。
基于基因组学的预测方法可以通过查找与相关基因有关的转录因子结合位点，DNA甲基化、组蛋白修饰等信息，来推断基因的功能。
3. 基于网络分析的预测技术生命体内的各种分子之间都有复杂的相互作用。
因此，一些研究人员尝试使用网络分析来预测基因功能。
这种方法被称为基于网络分析的预测技术。
网络分析可以通过识别基因与蛋白质之间的相互作用来推断基因功能。
例如，可以构建一个蛋白质互作网络，并将未知功能的基因映射到该网络中，从而识别与其相互作用的蛋白质及其功能。
4. 基于机器学习的预测技术机器学习是一种在大规模数据集中自动提取规律的技术。
因此，一些研究人员将机器学习应用于基因功能预测。
这种方法被称为基于机器学习的预测技术。
机器学习可以通过学习已知功能的基因的特征，来预测未知功能的基因的功能。
例如，可以使用决策树、随机森林等机器学习算法来预测基因功能。
总的来说，基因功能预测技术是生物信息学研究中的重要领域之一。
基因表达的研究方法和技术
基因表达的研究方法和技术基因表达研究是生物学、医学和科研领域中的基础科学之一，也是近年来研究热点之一。
通过基因表达研究，我们可以探究基因与生理、病理过程之间的联系。
现今，随着技术的不断创新和改进，相关研究方法和技术也越来越多样化和成熟化。
本文就介绍一些目前常用的基因表达研究技术及其原理，以及它们所能解决的问题。
1. RNA测序技术RNA测序技术是一种高通量、全基因覆盖的检测方法，它可以分析基因的转录及其在不同组织、时期的变化情况。
整个过程包括RNA提取、测序获得reads、reads比对、基因本体注释、差异表达分析等。
利用RNA测序技术不仅可以研究基因表达谱以及差异表达基因，还能探究不同剪切方式、外显子使用以及SNV等信息，对于研究某一生物过程的分子机制，以及与人类疾病相关的基因都能够提供有力的数据支持。
2. 单细胞测序技术单细胞测序技术可以实现对单个细胞进行基因表达谱的测定。
应用于研究时，它可以了解到不同单个细胞的表达差异、分子结构及功能特性之间的关系。
它的应用在解决重大生命科学问题上不可估量，因为许多细胞之间的差异非常小，而单细胞测序技术可以为我们解决这一难题。
3. 转录组芯片技术转录组芯片技术也是一种常用于基因表达研究的技术，它是通过检测信号转化和荧光检测技术，来确定目标物的表达情况。
整个过程中，需要将RNA经过逆转录、荧光标记等处理，最终通过微阵列芯片来进行检测。
其原理与原始测序技术不同，芯片技术是通过有限的先验注释的基因集信息来进行分析，具有更高的信噪比和表达量动态范围。
4. 原位杂交技术相比于自动化的芯片和测序技术，原位杂交技术的出现可追溯至20世纪60年代。
原位杂交具有可视化、定量、定位等特点，可以研究组织、细胞、核酸分子在某一空间维度上的表达模式等。
通过这项技术，可以研究不同物种或不同发育阶段的生物体中的特定基因的表达。
与上述几种技术相比，原位杂交技术要求基因信息丰富且适用范围窄。
2024年人类基因研究取得突破性进展
汇报人：XX
基因研究突破性进展 基因编辑技术的发展 基因治疗的研究成果
人类基因组测序的最新进展 基因研究对人类未来的影响
基因研究突破性进展
基因编辑技术的新突破
CRISPR-Cas9 技术的改进： 提高了精确度
和效率
新型基因编辑 技术的出现： 例如碱基编辑 技术（Base Editing）和先
基因编辑技术的道德性：是否应该 修改人类的基因？
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
基因编辑技术的公平性：是否所有 人都能享受到基因编辑技术的好处？
基因编辑技术的法律问题：如何规 范基因编辑技术的使用？
基因编辑技术在医学领域的应用
基因治疗：通过编辑基因来治疗遗传性疾病 免疫疗法：利用基因编辑技术增强免疫系统对抗癌症等疾病 基因诊断：通过基因编辑技术进行疾病诊断和预测 药物研发：利用基因编辑技术加速药物研发和优化药物效果
导编辑技术 （Prime Editing）
基因治疗领域 的突破：例如 利用基因编辑 技术治疗遗传 性疾病和癌症
基因编辑技术 的伦理和监管 问题：需要制 定相关政策和 法规来规范基 因编辑技术的
应用
基因治疗领域的重大突破
基因编辑技术：CRISPR-Cas9技术的广泛应用 基因治疗临床试验：成功治疗多种遗传性疾病 基因治疗药物：开发出多种基因治疗药物，如Glybera、Luxturna等 基因治疗安全性：提高基因治疗的安全性和有效性，减少副作用
人类基因组测序的重大进展
2024年，人类基因组 测序技术取得重大突 破，完成了对全基因 组的精确测序
研究人员发现了许多 新的基因和基因变异， 这些发现将为疾病治 疗和个性化医疗提供 新的方向
功能基因组学及其研究方法
功能基因组学及其研究方法功能基因组学是研究基因组在生物体中的功能和作用的学科。
基因组是生物体中所有基因的集合，它包含了控制生物体发育、生长、生殖和其他功能的遗传信息。
功能基因组学的研究目的是理解这些基因如何调控细胞和生物体的功能。
在功能基因组学领域，研究人员使用一系列技术和方法来研究基因的功能和相互作用。
基于基因组序列的研究方法主要包括以下几个方面：1.基因预测和注释：利用生物信息学技术预测和注释基因组中的所有基因。
通过比对已知基因或蛋白质序列数据库，可以确定基因的序列、结构和可能的功能。
2.基因表达分析：通过测定基因在特定条件下的表达水平，研究基因的调控和表达模式。
常用的技术包括PCR（聚合酶链反应）、实时荧光定量PCR、微阵列和RNA测序等。
基于功能分析的研究方法主要包括以下几个方面：1.蛋白质互作网络分析：利用大规模蛋白质-蛋白质相互作用数据，构建和分析蛋白质互作网络，揭示基因之间的相互作用关系和功能模块。
2. 功能基因组学筛选：通过高通量技术，如RNA干扰、CRISPR-Cas9等，对基因组进行全面筛选，鉴定和研究与特定功能相关的基因。
3.代谢组学和蛋白质组学分析：利用质谱等技术，研究生物体中代谢产物和蛋白质的组成、结构及其调控机制，揭示基因与代谢和蛋白质功能的关系。
4. 转录组学和表观基因组学分析：通过研究基因的转录和表达调控，揭示基因组功能的调控机制。
常用的技术包括ChIP-seq、ATAC-seq和MeDIP-seq等。
综上所述，功能基因组学是研究基因组中基因的功能和作用的学科。
它涉及到基因组序列分析、基因表达和调控分析、蛋白质互作和代谢分析等多个方面。
通过基于基因组序列和功能分析的方法，研究人员可以深入理解基因组的功能和调控机制，为生物体的功能研究和应用提供理论和实践基础。
几种常用的基因功能分析方法和工具
几种常用的基因功能分析方法和工具（转自新浪博客）一、GO分类法最先出现的芯片数据基因功能分析法是GO分类法。
Gene Ontology（GO，即基因本体论）数据库是一个较大的公开的生物分类学网络资源的一部分，它包含38675 个Entrez Gene 注释基因中的17348个，并把它们的功能分为三类：分子功能，生物学过程和细胞组分。
在每一个分类中，都提供一个描述功能信息的分级结构。
这样，GO中每一个分类术语都以一种被称为定向非循环图表（DAGs）的结构组织起来。
研究者可以通过GO分类号和各种GO 数据库相关分析工具将分类与具体基因联系起来，从而对这个基因的功能进行描述。
在芯片的数据分析中，研究者可以找出哪些变化基因属于一个共同的GO功能分支，并用统计学方法检定结果是否具有统计学意义，从而得出变化基因主要参与了哪些生物功能。
EASE（Expressing Analysis Systematic Explorer）是比较早的用于芯片功能分析的网络平台。
由美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员开发。
研究者可以用多种不同的格式将芯片中得到的基因导入EASE 进行分析，EASE会找出这一系列的基因都存在于哪些GO分类中。
其最主要特点是提供了一些统计学选项以判断得到的GO分类是否符合统计学标准。
EASE能进行的统计学检验主要包括Fisher 精确概率检验，或是对Fisher精确概率检验进行了修饰的EASE 得分（EASE score）。
由于进行统计学检验的GO分类的数量很多，所以EASE采取了一系列方法对“多重检验”的结果进行校正。
这些方法包括弗朗尼校正法（Bonferroni），本杰明假阳性率法（Benjamini falsediscovery rate）和靴带法（bootstraping）。
同年出现的基于GO分类的芯片基因功能分析平台还有底特律韦恩大学开发的Onto-Express。
2002年，挪威大学和乌普萨拉大学联合推出的Rosetta 系统将GO分类与基因表达数据相联系，引入了“最小决定法则”（minimal decision rules）的概念。
功能基因组学研究方法及其进展
功能基因组学研究方法及其进展功能基因组学〔Functional genomics〕是利用结构基因组所提供的信息和产物，开展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。
它的研究内容是人类基因组DNA序列变异性研究、基因组表达调控的研究、陌生生物体的研究和生物信息学的研究等。
目前，一些新技术包括生物芯片、基因敲除(knock out)、转基因〔knock in〕、RNA干扰〔RNAi〕以及蛋白质组学研究中的各种技术，在功能基因组学研究中发挥越来越重要的作用。
建立、应用、开展并完善这些新的技术非常必要，近几年这些技术有了新的开展，本文就近几年来功能基因组学方法的一些进展作简单介绍。
1 染色质免疫共沉淀技术〔ChIP〕及与芯片方法的结合1.1染色质免疫共沉淀技术染色质免疫沉淀技术〔ChIP〕是一种在体内研究DNA与蛋白质相互作用的方法。
ChIP不仅可以检测体内反式因子与DNA的动态作用，还可以用来研究组蛋白的各种共价修饰与基因表达的关系。
近年来，这种技术得到不断的开展和完善。
ChIP与基因芯片相结合建立的ChIP -chip方法已广泛用于特定反式因子靶基因的高通量筛选；ChIP与体内足迹法相结合，用于寻找反式因子的体内结合位点；RNA-CHIP用于研究RNA在基因表达调控中的作用。
它与DNA芯片和分子克隆技术相结合，可用于高通量的筛选蛋白质分析的未知DNA靶点和研究反式作用因子在整个基因组上的分布情况。
染色质免疫共沉淀-芯片(Chromatin Immunoprecipitation -chip简称ChIP-chip )，它的根本原理是在生理状态下把细胞内的蛋白质和DNA交联在一起，超声波将其打碎为一定长度范围内的染色质小片段，然后通过所要研究的目的蛋白质特异性抗体沉淀此复合体，特异性地富集目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片断的纯化与检测，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息[1-2]。
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相关性可从已知的同源基因推测新基因的功能。
根据同源性预测基因时必需注意以下几点：
1. 一般认为aa的一致性或相似性在25%以上 可视为同源基因；
2. 同源性与相似性的含义不同，如aa顺序的 80%的相似性不能称为同源性。
3. 一致性常指同一位置同一aa在整个多肽序 列中所占的比例，而相似性除一致性aa外 还包括可取代aa的成员，因此相似性aa的 比例总是高于一致性aa。
之间相互作用的影响 2.6 利用酵母双杂交建立基因组蛋白连锁图(Genome Protein
Linkage Map）
3. 开放读框顺序标签(open-reading-frame sequence
tags,OSTs）
确认DNA顺序中的基因序列后，下一个问题 就是探知其功能，这是基因组研究的一个难度 很大的领域。
1.1 基因敲除（Gene knock-out） ➢ 概念：基因敲除除可中止某一基因的
表达外，还包括引入新基因及引入定 点突变。 即可以是用突变基因或其它基因敲除 相应的正常基因，也可以用正常基因 敲除相应的突变基因。
➢ 基因敲除是80年代后半期应用DNA同源重 组原理发展起来的一门新技术。80年代初， 胚胎干细胞（ES细胞）分离和体外培养的 成功奠定了基因敲除的技术基础。
基因功能的研究方法
一、计算机预测基因功能 二、实验确认基因功能 1．基因失活是功能分析的主要手段
1.1 基因敲除（Gene knock-out）
1.2 基因敲除的技术路线 1.3 基因敲除的主要应用领域及国内外研究进展 1.4 基因失活的表型效应有时不易分辨
2．转座子突变库的构建
2.1 插入序列 2.2 实验步骤
同源性分析可以给出整个基因或 某一区段功能的信息
➢ 同源查询除了直接比较DNA顺序外，还可将DNA 顺序翻译为aa顺序。由于组成蛋白质的aa有20多 种，而DNA核苷酸只有4种，因此aa顺序的差异要 比核苷酸的差异大的多。
➢ 以aa顺序进行同源性比较的结果更为准确，也更 加可行。已有许多软件可用于这项分析，常用的 是BLAST。研究者只要将资料以正确格式的电子 邮件发送到DNA资料库BLAST服务站，很快就会 得到回音。
二、实验确认基因功能
➢ 同源性分析并非万灵药方，对许多新基因的功能 分析还必需依赖其他的实验手段进行补充，并将 同源性研究的结果进一步外延。
如何确定一个基因的功能是基因组计划中最困难 的问题之一。
大多数分子生物学家认为现有的技术与策略对于 从基因组测序所获得的大量未知基因的功能研究 是远远不够的。
生物内部的同源基因，它们常常是多基因家族的 不同成员，其共同的祖先基因可能存在于物种形
成之后，也可能出现于物种形成之前。 ➢ 同源基因一般不会有完全一致的核苷变，但
它们有相似的顺序组成，大部分未突变的核苷酸
位置是相同的。 当一个新的基因序列被确认后，根据同源性可从
一、计算机预测基因功能
➢ 计算机预测基因功能的依据仍然是同 源性比较。同源基因都有1个共同的祖 先基因，他们之间有许多相似的顺序。 同源基因可以分为2类：
➢ 种间同源基因或直系基因(orthologous gene) 这是指 不同物种之间的同源基因，它们来自物种分隔之
前的同一祖先。 ➢ 种内同源基因或平行基因(paralogous gene) 同一种
3．内含子归巢突变 4．基因的超表达用于功能检测 5. 反义RNA
5.1 反义RNA的分类和作用机制
5.2 ticRNA( transcription inhibitory complementary RNA )
5.3 反义RNA的功能
5.3.1 调控细菌基因的表达 5.3.2 噬菌体溶菌/溶源状态的控制 5.3.3 IS10转位作用的抑制
➢ 基因的功能是一个过程，是从基因到表型的一系 列反应。
传统的遗传分析是从表型出发最终到达基因； 现在的基因功能研究是从基因出发直接推导表型。
因此必须寻找一系列的实验方法来鉴别与目标基 因相关的表型。
1．基因失活是功能分析的主要手段
➢ 传统的遗传分析主要借助突变型研究表型 变异的遗传基础，利用紫外线诱导及化学 试剂处理可使生物群体产生突变个体，也 可从自然的群体中发现突变体。
5.4 人工合成构建反义RNA 5.5 使反义RNA分子稳定的方法
三、其他的基因功能研究方法 １．噬菌体展示(phage display) ２．酵母双杂交 (yeast two-hybridization)
2.1 概念 2.2 实验步骤 2.3 利用酵母双杂交发现新的蛋白质和蛋白质的新功能 2.4 利用酵母双杂交在细胞体内研究抗原和抗体的相互作用 2.5 利用酵母双杂交筛选药物的作用位点以及药物对蛋白质
一些已完成测序的基因组顺序分析表明，我们 所了解的基因组内容比真实的情况少的多。如 大肠杆菌与啤酒酵母，在未开始基因组测序前 已经完成了大量常规的遗传学分析，当时遗传 学家认为这2种生物的大多数基因已经通过突 变鉴定，但实际上还有很多空白。
大肠杆菌编码蛋白质的4288个基因中，以往知 道的只有1853个，仅占43%。至于啤酒酵母， 所知更少，仅为30%。
➢ 有时在2个无明显亲缘关系的基因之间会出 现局部相似的区段。这种情况表明，2个无 亲缘关系的蛋白质可能具有相似的功能，相 似的顺序是功能的核心区域。
➢ 虽然基因本身无共同的祖先，但其功能域却 有共同的起源。它们都是古老祖先的后裔， 在进化中一方面发生独立突变，另一方面又 因基因组重排成为新基因的组成部分。例如 信号传导蛋白，这类蛋白质一般都有2个基 本的功能域，即接受信号的功能域和传达信 号的激酶域。
➢ 经遗传分析将突变基因定位，然后观察这 一突变体是否与改变的表型对应。在此基 础上采用分子生物学方法进一步分离与克 隆目标基因。
➢ 所谓定位克隆就是根据与突变位点连锁的 分子标记，然后通过物理图寻找靶位点。
➢ 上述传统遗传学分析的原理同样可用来设 计从基因到表型的研究。如果我们能找到 某种方法，根据待测基因的顺序使生物体 内该基因失活，亦可鉴别由此产生的表型 变异。