基因表达系统
互联网
|
|
领导这一研究的是以DNA测序仪的开发面知名的Leroy Hood博士，其于2000年设立了Institute for Systems Biology，网罗生物学、工学、计算机等不同邻域的研究人员140人，挑战系统生物学新领域。
这种新表达系统即NanoString的nCounter基因表达系统，这家风险公司的目标是将具有比现有的DNA芯片技术1更高灵敏度的新检测技术商业化。此项技术是在想要检测的分子上贴上被称为“条形码”的标签分子，通过读取标签分子的颜色序列，来正确掌握目标分子的数目。这项技术本来就是由率领ISB的DNA芯片研究班子的Krassen Dimitrov开发的。在众多的埋头于提高微阵列灵敏度的研究者当中，对该技术现状感到不满的Dimitrov在新创意受到鼓励的ISB找到了全新的方法。
在这篇文章中，研究人员将nCounter平台，与Affymetrix的GeneChip平台，以及ABI的TaqMan PCR，SYBR Green real-time PCR进行了比较，发现这一系统“比芯片系统更加灵敏，与实时PCR灵敏度相近”。
nCounter系统依赖于一种基因条码（gene barcode，注），这个条码由一个短捕获探针――能与靶标mRNA退火配对的35-50个碱基，以及一个报告探针――与mRNA配对的另外35-50个碱基，并且与用特殊荧光基团标记的tag连接，共同组成。由于每一个转录本（transcript）具有一个不同的tag，因此即使是以溶液状态存在，也能很容易的区分开来，并且每检测到一种条码的次数能反映这一基因表达的水平。
研究人员对509个人类基因进行了分析――其中347个基因在之前有关脊髓灰质炎病毒（poliovirus，注）感染细胞的研究中曾进行了分析，另外162个也用之前设计的探针进行了研究，并且研究人员也在实验中加入了另外15个对照基因。
通过在溶液中将524种基因探针的总RNA混和，研究人员将目标基因与探针杂交，然后利用亲和纯化去除了未杂交的探针，从而确保mRNA检测不受到干扰，进而检测每一种mRNA转录本被检测到的次数。
利用100ng的总RNA，研究人员能反复分析基因表达，而且结果也证明nCounter系统比芯片技术更加灵敏――nCounter检测了转录本88.4％，而Affymetrix的Human Genome U133 Plus 2.0 microarrays复合GeneChip的Two-Cycle Target labeling检测率为82.6％，这个灵敏度与TaqMan实时PCR相近。
同时，研究人员也通过了其它的实验来验证这一结果，他们对海胆胚胎中提取的总RNA的21种基因的表达进行了分析，结果也证明nCounter系统检测的基因表达模式与实时PCR的相似。
华盛顿大学的Roger Bumgarner表示，“在这篇文章中，我们发现（nCounter）技术能在一个单反应中分析许多基因，获得比芯片技术更好，媲美于qPCR的检测结果。”
“这一技术的关键在于能以相对低的成本进行大量的样品分析，因此将来可能会改变病患诊断的基因表达检测的格局。”
原文检索：
Nature Biotechnology
Published online: 17 February 2008 | doi:10.1038/nbt1385
名词解释：
1.脊髓灰质炎
脊髓灰质炎又称小儿麻痹症，是由脊髓灰质炎病毒引起的小儿急性传染病，多发生在＜5岁小儿,尤其是婴幼儿。病毒侵犯脊髓前角运动神经元，造成弛缓性肌肉麻痹，病情轻重不一，轻者无瘫痪出现，严重者累及生命中枢而死亡；大部分病例可治愈，仅小部分留下瘫痪后遗症。自从口服的脊髓灰质炎减毒活疫苗投入使用后，发病率明显降低。
【病因】
脊髓灰质炎病毒是属于小核糖核酸病毒科的肠道病毒，病毒呈球形，直径约20～30nm，核衣壳为立体对称20面体，有60个壳微粒，无包膜。根据抗原不同可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，Ⅰ型易引起瘫痪，各型间很少交叉免疫。脊髓灰质炎病毒对外界因素抵抗力较强，但加热至56℃以上、甲醛、2％碘酊、升汞和各种氧化剂如双氧水、漂白粉、高锰酸钾等，均能使其灭活。
【流行病学】
人是脊髓灰质炎病毒的惟一自然宿主，隐性感染（占99％以上）和轻症瘫痪型病人是本病的主要传染源，瘫痪型因症状明显而在传播上意义不大。本病以粪-口感染为主要传播方式，发病前3~5天至发病后1周患者鼻咽部分泌物及粪便内排出病毒，少数病倒粪便带毒时间可长达3~4月；密切生活接触，不良卫生习惯均可使之播散。人群具有普遍易感性，感染后获持久兔疫力并具有型的特异性。＜4个月婴儿有来自母体的抗体，故很少发病，以后发病率逐渐增高，至5岁以后又降低。
本病广泛分布于全世界，温带地区流行高峰在5~10月，热带地区终年可见。由于减毒活疫苗的应用，发病率已明显下降，但我国仍为流行地区。1988年世界卫生组织提出2000年全球消灭脊髓炎，1989年又提出消灭本病的行动计划，我国政府对此极为重视，已动员全国做好疫苗接种工作，进行免疫强化措施。消灭本病将指日可待。
