疾病相關(guān)基因判定與基因功效研究第1頁(yè)疾病相關(guān)基因是醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)最主要領(lǐng)域，因?yàn)閹缀跞考膊《寂c基因結(jié)構(gòu)或表示改變相關(guān)，都是遺傳原因和環(huán)境原因相互作用結(jié)果。疾病相關(guān)基因

致病基因：一個(gè)疾病表型和一個(gè)基因型呈直接對(duì)應(yīng)因果關(guān)系，即該基因結(jié)構(gòu)或表示異常是造成該病發(fā)生直接原因疾病易感基因：環(huán)境原因和遺傳原因均起著一定作用，表現(xiàn)為2個(gè)以上基因“微效作用”相加，或者多基因間相互作用，而單一基因變異僅增加對(duì)疾病易感性第2頁(yè)第一節(jié)

判定疾病相關(guān)基因標(biāo)準(zhǔn)

第3頁(yè)一、判定疾病相關(guān)基因關(guān)鍵是確定疾病表型和基因間實(shí)質(zhì)聯(lián)絡(luò)正確診療是判定疾病基因先決條件

確定疾病遺傳原因，即經(jīng)過孿生子分析，領(lǐng)養(yǎng)分析和同胞罹患率分析等確定遺傳原因是否在疾病發(fā)病中作用及其作用程度。

第4頁(yè)二、判定克隆疾病相關(guān)基因需要多學(xué)科多路徑綜合策略疾病相關(guān)基因判定克隆策略示意圖第5頁(yè)三、確定候選基因是各種克隆疾病相關(guān)基因方法交匯有許多途經(jīng)能夠到達(dá)最終判定疾病相關(guān)基因目標(biāo)，這些方法最終將交匯在候選基因上。一旦候選基因被判定，即可篩檢患者中該基因突變。候選基因可不依賴其在染色體位置而給予判定，但慣用策略依然是首先找出候選染色體區(qū)域，然后在此區(qū)域內(nèi)判定候選基因。

第6頁(yè)第二節(jié)

疾病相關(guān)基因克隆策略和方法第7頁(yè)一、不依賴染色體定位疾病相關(guān)基因克隆策略

不依賴染色體定位疾病相關(guān)基因克隆策略包含功效克隆、表型克隆及采取位點(diǎn)非依賴DNA序列信息和動(dòng)物模型來判定和克隆疾病基因。第8頁(yè)（一）從已知蛋白質(zhì)功效和結(jié)構(gòu)出發(fā)克隆疾病基因功效克隆（functionalcloning）采取是從蛋白質(zhì)到DNA研究路線，針正確是一些對(duì)影響疾病功效蛋白含有一定了解疾病1．依據(jù)蛋白質(zhì)氨基酸序列信息判定克隆疾病相關(guān)基因

2．用蛋白質(zhì)特異性抗體判定疾病基因

第9頁(yè)（二）從疾病表型差異出發(fā)發(fā)覺疾病相關(guān)基因表型克隆（phenotypecloning）基于對(duì)疾病表型和基因結(jié)構(gòu)或基因表示特征聯(lián)絡(luò)已經(jīng)有所認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上來分離判定疾病相關(guān)基因第10頁(yè)1.從疾病表型出發(fā)，比較患者基因組DNA與正常人基因組DNA不一樣，直接對(duì)產(chǎn)生變異DNA片段進(jìn)行克隆，而不需要基因染色體位置或基因產(chǎn)物其它信息。

2.針對(duì)已知基因。假如高度懷疑某種疾病是因?yàn)槟硞€(gè)特殊已知基因所致，可經(jīng)過比較患者和正常對(duì)照間該基因表示差異來確定該基因是否為該疾病相關(guān)基因。3.針對(duì)未知基因，可經(jīng)過比較疾病和正常組織中全部mRNA表示種類和含量間差異，從而克隆疾病相關(guān)基因。這種差異可能源于基因結(jié)構(gòu)改變，也可能源于表示調(diào)控機(jī)制改變。依據(jù)DNA或mRNA改變與疾病表型關(guān)系，可有幾個(gè)策略：

第11頁(yè)針對(duì)未知基因慣用技術(shù)有mRNA差異顯示（mRNAdifferentialdisplay，mRNA-DD）抑制消減雜交（suppressivesubstractivehybridization，SSH）基因表示系列分析（SAGE）

cDNA微陣列（cDNAmicroarray）基因判定集成法（integratedprocedureforgeneidentification）第12頁(yè)RDA技術(shù)原理和基本過程示意圖第13頁(yè)mRNA-DD技術(shù)原理和基本過程示意圖第14頁(yè)（三）采取動(dòng)物模型判定克隆疾病相關(guān)基因人類部分疾病，已經(jīng)有對(duì)應(yīng)動(dòng)物模型。假如動(dòng)物某種表型突變基因定位于染色體某一部位,而含有相同人類疾病表型基因很有可能存在于人染色體同源部位。另外，當(dāng)疾病基因在動(dòng)物模型上已完成判定，還能夠采取熒光原位雜交來定位分離人同源基因。

第15頁(yè)二、定位克隆是判定疾病相關(guān)基因經(jīng)典方法定位克隆（positionalcloning）：僅依據(jù)疾病基因在染色體上大致位置，判定克隆疾病相關(guān)基因。定位克隆起點(diǎn)是基因定位，即確定疾病相關(guān)基因在染色體上位置，然后依據(jù)這一位置信息，應(yīng)用DNA標(biāo)識(shí)將經(jīng)典遺傳學(xué)信息轉(zhuǎn)換為遺傳標(biāo)識(shí)所代表特定基因組區(qū)域，再以相關(guān)基因組區(qū)域相連重合群（contig）篩選候選基因，最終比較患者和正常人這些基因差異，確定基因和疾病關(guān)系。第16頁(yè)（一）基因定位方法1．體細(xì)胞雜交法經(jīng)過融合細(xì)胞篩查定位基因2．染色體原位雜交是在細(xì)胞水平定位基因慣用方法3.染色體異常有時(shí)可提供疾病基因定位替換方法4．連鎖分析是定位疾病未知基因慣用方法第17頁(yè)（二）定位克隆基本程序包含三大步驟1．盡可能縮小染色體上候選區(qū)域2．構(gòu)建目標(biāo)區(qū)域物理圖譜3.疾病相關(guān)基因確實(shí)定第18頁(yè)（三）假肥大型肌營(yíng)養(yǎng)不良基因克隆是定位克隆成功例證首先，依據(jù)患病女性X染色體與第21號(hào)常染色體易位，以及男患兒發(fā)生小Xp21.2缺失并伴發(fā)三種其它X連鎖隱性遺傳病，再利用RFLP連鎖分析將DMD基因定位于Xp21。然后，分別克隆得到了基因2個(gè)不一樣片段，分別命名為XJ系列探針和pERT87系列探針，依據(jù)兩片段比較，證實(shí)DMD基因約為2300kb，占X染色體1%以上，該基因編碼肌營(yíng)養(yǎng)不良蛋白（dystrophin），影響橫紋肌和心肌結(jié)構(gòu)和收縮功效。假肥大型肌營(yíng)養(yǎng)不良（DMD）第19頁(yè)三、確定常見病基因需要全基因組關(guān)聯(lián)分析和全外顯子測(cè)序全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wideassociationstudy,GWAS）全外顯子測(cè)序（wholeexonsequencing）第20頁(yè)四、生物信息數(shù)據(jù)庫(kù)貯藏豐富疾病相關(guān)基因信息人類基因組計(jì)劃和各種模式生物基因組測(cè)序完成,生物信息學(xué)發(fā)展,計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)普及，人們經(jīng)過已取得序列與數(shù)據(jù)庫(kù)中核酸序列及蛋白質(zhì)序列進(jìn)行同源性比較，或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中不一樣物種間序列比較分析、拼接，預(yù)測(cè)新全長(zhǎng)基因等，進(jìn)而經(jīng)過試驗(yàn)證實(shí)，從組織細(xì)胞中克隆該基因，這就是所謂電子克隆（insilicocloning）。第21頁(yè)第三節(jié)

疾病相關(guān)基因功效研究第22頁(yè)基因功效實(shí)際是基因產(chǎn)物功效，也就是編碼基因蛋白質(zhì)功效和非編碼基因RNA功效，前者是本節(jié)討論重點(diǎn)。基因產(chǎn)物之一蛋白質(zhì)功效能夠從三個(gè)不一樣水平來描述：①生物化學(xué)水平，主要描述基因產(chǎn)物參加了何種生化過程，如屬于激酶、轉(zhuǎn)錄因子等；②細(xì)胞水平,主要敘述基因產(chǎn)物在細(xì)胞內(nèi)定位和參加生物學(xué)路徑，比如，某蛋白質(zhì)定位于核內(nèi)，參加DNA修復(fù)過程，有可能并不了解確切生物化學(xué)功效；③整體水平,主要包含基團(tuán)表示時(shí)空性及基因在疾病中作用。第23頁(yè)一、基因比對(duì)及功效詮釋慣用兩大雙序列比對(duì)工具是BLAST和FASTA,分別由美國(guó)國(guó)立生物技術(shù)信息中心（NCBI）和歐洲生物信息學(xué)研究所（EBI）開發(fā)和維護(hù)。NCBI主頁(yè)是/；EBI主頁(yè)是http://www.ebi.ac.uk/。

第24頁(yè)二、利用工程細(xì)胞研究基因功效

（一）采取基因重組技術(shù)建立基因高表示工程細(xì)胞系（二）基因緘默技術(shù)抑制特異基因表示第25頁(yè)三、碩士物