发布时间:2020-09-14 11:57 原文链接: 基因表达轮廓(geneexpressedprofile)技术1

基因表达谱或基因表达轮廓(gene expressed profile)技术就是利用mRNA提取、cDNA合成、酶切、连接、PCR及分子杂交等分子生物学基础操作技术,将某一生物材料在某一特定阶段表达的基因全部展示出来,通过测序及与数据库比较或通过目标和对照样品中所表达基因的比较,可以找出特异表达基因。目前该技术已广泛用于基因克隆、差异表达基因检测、基因表达的环境和生理调控等方面。目前基因表达轮廓方面的实验技术主要可分为以下几类:(1)以杂交为基础的技术,包括Northern blotting、SI mapping/RNase保护、消减克隆、cDNA微列阵。(2)以PCR为基础的技术,如差异显示、mRNA指纹。(3)以测序为基础的技术,如基因表达序列标签(EST)、基因表达系列分析(SAGE)。(4)综合杂交和PCR的代表性差异分析(RDA)、制消减杂交(SSH)等。现就几种目前常用技术解释如下。

1,mRNA差异显示技术(DD-PCR)

1)该技术是1992年由P.Liang等建立的.该技术利用真核细胞mRNA3’具有poly(A)尾,选用T12MN(M=A,G,C;N=A,T,G,C)作为锚定引物反转合成cDNA I链,以一随机寡核苷酸片段作为另一引物,PCR扩增。不同大小的扩增片段,通过电泳加以分离,差异表达的cDNA片段被显示。

2)该技术的局限性:

a 假阳性率高,即差异片段常不能在Northern杂交中被证实,据报道,这种假阳性率可达70%;

b 对高拷贝基因有偏向性;

c 获得的片段太短,多为300bp左右,多为3′非编码区,很难直接判断其功能和意义.

3)改进A:优化了引物的长度,随机引物长度增加为13个碱基,锚定引物的长度增加为16个Bp,可以提高重复性,并尽可能覆盖所有的表达基因。B:根据锚定引物3’第二个碱基的简并性,将锚定碱基数减少为1个,锚引物由12个减少为3个,可减少cDNA的冗余性。C:将HindⅢ酶切位点嵌入到引物中,以利于PCR产物的扩增。D:将差异条带克隆入载体,扩增后利用反向Northern(即将寡核苷酸探针固相于膜上,标记的PCR产物与固相化探针杂交称为反向杂交)筛选,可减少假阳性和模板mRNA用量。

4)相关技术

A: 交互式差减差异RAN显示 (reciprocal subtraction differential RNA display RSDD) 1998年Kang等建立。即以差减过的RNA或cDNA为DDPCR模板,以锚定引物和5′随机引物为引物PCR扩增。

B:有序差异显示法(ordered differential display, ODD)是1997年由俄国科学家Matz提出,即将逆转录后的cDNA双链用RsaI或HaeⅢ酶切,产生的cDNA片段末端加接头,然后利用接头及特异性引物进行PCR,对3’端片段进行选择性扩增。随后利用T引物和接头引物对3’端片段进行第二轮PCR扩增,再通过测序凝胶电泳显示差异带。



C:mRNA指纹法(arbitrarily primed PCR finger printing of RNA)1992年Welsh等建立,即在逆转录时以随机引物作为锚定引物,进行cDNA合成和PCR扩增。

2:代表性差异分析(Representational difference analysis of cDNA,cDNA-RDA)
  cDNA-RDA又称cDNA示差分析是HUBANK和SCHATZ(1994)在LISITSYN等(1993)建立的基因组DNA示差分析技术(representational difference analysis,RDA)基础上改进而来,它是将差减杂交与PCR相结合的技术。



该技术原理为双链cDNA用识别4个碱基的限制性内切酶(如Dpn 或Sau3A )进行消化后,数学上将产生平均大小为256bp的DNA片段,因此细胞中绝大多数表达的基因至少有两个酶切位点,即产生一个两端带有可识别和处理的末端片段,可以进行后续的扩增、消减、富集等操作。而双链DNA为模板时可通过PCR呈指数扩增,而单链DNA为模板时则呈线性扩增。具体过程是反转合成testercDNA和drivercDNA,用Dpn 或Sau3A消化成平均长度为256bp的cDNA片段(T,D),连接12 /24连接头(adaptorR,由一个12寡聚核苷酸和一个24寡聚核苷酸组成),按adaptorR序列设计引物进行PCR扩增,使两组的cDNA得到富集,制备扩增子(amplicons)。切除接头,只在T片段的5’端接上新接头,接着将其与大大过量的D混合进行杂交,形成3种杂交体T/T;T/D;D/D, 杂交产物经Taq酶补平3′端后以新接头为引物进行PCR扩增。此时T/T双链2个5’端均带有新接头序列,可以进行指数扩增;而T/D双链仅一条链5’端有新接头序列。另一条链没有,所以只能进行线形扩增,至于D/D双链因没有5’接头序列所以不能扩增。