新基因功能研究的策略与方法课件

1、新基因功能研究的策略和方法。学习和交流PPT。随着生命科学的发展和研究领域的不断发展，以及生物医学研究在分子水平上的不断深入和进步，越来越多未知的新基因和基因新功能被发现，越来越多的新基因被成功克隆。因此，新基因功能的研究变得越来越重要，这也是后基因组时代功能基因组学的重要研究内容和首要任务。2，学会交流，1。新基因的生物信息学和体内表达规律分析：2.新基因的体内表达规律分析。功能获得和功能失活策略的研究；四.功能失活策略五.基因编码产物相互作用蛋白的研究。基因功能的研究策略主要包括：3 .学习和交流PPT。目前，生物信息学分析已经成为研究新基因功能的首选和必要手段，具有方便、快速、经济的优点

2、。研究人员通常可以获得与新基因功能相关的重要信息，初步推测基因的可能功能，然后制定进一步的实验室研究计划。(1)编码产物的预测分析(2)序列同源性分析(3)蛋白质功能域分析(1)新基因的生物信息学和体内表达规律分析(4)学习交换PPT(1)mrna水平的表达谱分析；(2)蛋白质表达分析。2.新基因在体内的表达规律分析。开展新基因功能的研究工作，首要的研究任务是找出新基因在体内的表达规律。包括从基因和蛋白质两个水平分析其基因表达谱，即看其是否在不同的正常或病理组织和细胞中表达及其表达水平等。新基因在特定正常组织细胞中的高表达水平通常表明其在其中起重要作用，而新基因在相应病理组织中的异常表达表明与

3、病理过程相关的生物学意义。5，学会交流PPT，3。功能获取策略，新基因功能研究的功能获取策略是通过将新基因直接导入某个细胞或个体，观察细胞生物学行为或个体表型遗传性状的变化，来识别基因功能。常用的方法有：(1)基因转染技术(2)转基因技术(6)。学会交流。功能失活策略，通过观察某个细胞或个体的新的常用方法主要包括基于核酸的基因沉默技术和基因敲除等。(1)基因沉默技术，(2)基因敲除，(7)学习交流PPT，(5)研究基因编码产物的相互作用蛋白。细胞各种基本功能的完成离不开蛋白质之间的相互作用以及相互作用形成的蛋白质复合物。因此，识别能够与新基因编码的蛋白质表达终产物相互作用的上游和下游蛋白质分子

4、是非常重要的。目前，研究蛋白质相互作用的常用技术包括免疫沉淀技术和通过传统亲和分析建立的酵母双杂交系统。(1)免疫沉淀技术(2)酵母双杂交系统，8。在学习交流PPT的过程中，研究人员通常在一开始就获得有价值的EST序列，然后通过电子延伸或相关实验方法获得它们的全长cDNA序列。在这种情况下，第一步是搜索全长cDNA序列的开放阅读框，并推导出编码蛋白质的氨基酸序列。然后，对信号肽序列进行预测和分析。初步确定了亚细胞定位，分析了蛋白质的基本理化性质，包括氨基酸组成、分子量、等电点、亲水/疏水等。最后，根据已知的氨基酸序列，分析和预测了更高级的结构。编码产物预测分析，9，学习交流PPT，规则分析，C

5、s3亚单位蛋白的计算机预测分析，10，学习交流PPT，序列同源性分析，包括核苷酸序列同源性分析和氨基酸序列同源性分析，这也是目前生物信息学技术中应用最广泛的基础技术之一。主要使用BLAST和FASTA程序，即从各种已知的核酸和蛋白质序列数据库中寻找与新基因对应的具有已知功能的高度同源的基因和蛋白质，并从这些已知基因和蛋白质的功能信息中初步推断和判断新基因的功能。同时，由于全人类基因组测序已经完成，将基因组数据库的同源性与新基因的cDNA序列进行比较可以很容易地获得完全同源的基因组DNA。11.学会在不使用荧光原位杂交等基因染色体定位技术的情况下交换PPT、序列和染色体定位信息，然后分析其内含子

6、、外显子序列和调控位点，推测其可能的基因表达调控模式。也就是说，富含亮氨酸重复蛋白的新基因的基因组DNA序列和染色体位置是通过这种方法确定的。使用expay软件分析氨基酸序列同源性。12.学会用PPT交流，主要是通过网络或数据库。蛋白质是基因功能的体现和实现者，而蛋白质结构是蛋白质发挥生物功能的基础。因此，分析新基因编码的蛋白质的功能域将为推断新基因的功能提供极其有价值的信息。目前，在蛋白质结构中发现了大量与特定生物活性相关的所谓保守基序。蛋白质功能域分析、13、学习传递蛋白功能域、蛋白质结构功能域分析、14、学习传递蛋白功能域、基因表达谱分析，以及在基因水平分析新基因表达所涉及的技术包括半定

7、量逆转录聚合酶链反应、实时定量逆转录聚合酶链反应和Northern印迹。半定量逆转录聚合酶链反应简单、快速、经济，但存在准确性低、无绝对定量等缺点，因此主要用于基因表达水平的快速初步分析。实时定量逆转录聚合酶链反应是近年来发展起来的一种新的基因定量分析技术。它因特异性强、能有效解决聚合酶链反应污染和自动化程度高而得到广泛应用，但成本相对较高。Northern印迹一直是在基因水平上分析基因表达的经典技术，被实验室广泛使用。它不仅可以进行定量分析，还可以检测基因转录本的大小和类型，这也是逆转录聚合酶链反应技术所不具备的优势。然而，Northern Blot操作繁琐，并且在使用放射性标记时还存在放射

8、性污染的问题。在实际工作中，有必要将这两种方法同时结合起来，取长补短。此外，必要时，应考虑原位杂交来定位和观察特定组织和细胞中新基因的基因分布。15，学习交换PPT和分析蛋白质的水平表达，并确定新基因在哪些组织和细胞中被转录。进一步的工作是制备相应的抗体来检测其蛋白质终产物的表达，如蛋白质表达的亚细胞位置、分子量和聚合物形式。蛋白质表达分析中常用的技术是蛋白质印迹和免疫组织化学。其中，蛋白质印迹类似于Northern印迹，不仅可以进行定量分析，还可以检测蛋白质的分子量及其聚合物形式。免疫组织化学技术的优势在于它可以确定特定组织中的哪些细胞以及特定细胞中蛋白质的表达位置。Western blot

9、，16，learning to communicate PPT，此外，对于病理组织细胞，新基因在基因和蛋白质水平上的表达分析也可以提供基因表达调控的一般规则，例如它是主要在转录水平还是翻译水平上被调控。许多研究表明，细胞中特定基因的基因水平变化和蛋白质水平变化之间的一致性非常差。17岁。学习交换PPT和基因转染技术，即将目的基因转移到某个细胞中，通过观察细胞生物学行为的变化来了解基因的功能，是目前应用最广泛、最成熟的基因功能研究方法。，18，学会交换PPT，如经典的RAS癌基因的功能，这是通过转染NIH-3T3细胞来鉴定的。目前常用的基本转染系统分为两种类型：非病毒表达系统和病毒表达系统。非病

10、毒表达载体主要采用质粒，目的基因通过脂质体介导和电穿孔的方法被宿主细胞吸收。然而，这种表达系统虽然具有操作简单、经济的优点，但也有许多局限性。主要的问题是不同的细胞类型具有不同的吸收外源DNA的能力，特别是在未转化的原代细胞中，而原代细胞对于观察基因的细胞转化活性非常有用。然而，使用病毒载体，特别是逆转录病毒载体，可以很好地解决这个问题。这种病毒介导的基因转移因其转染效率高、靶基因表达稳定等优点而被广泛应用。19，学会交流PPT和转基因技术。通过使用转基因技术，可以将外源基因引入动物体内，并且可以建立一种可以携带并传递给后代的转基因动物模型。通过分析转基因动物的表型，研究了外源基因的功能。目前

11、，利用转基因技术已经建立了数以千计的转基因动物，并且可以将组织特异性启动子添加到携带外源基因的载体中，以控制外源基因在特定时间或特定组织和器官中的表达。利用转基因动物研究基因功能的优势在于它是一个生活水平的多维研究系统，可以从分子水平到个体水平进行多层次、多方向的研究。20，学习交流PPT，21，学习交流PPT，基因沉默技术，其中反义寡核苷酸(ASON)，核酶和核糖核酸干扰(RNAi)是最常用的技术。然而，所有这三种技术都具有非特异性作用，例如诱导干扰素和其他细胞因子的表达。此外，它们还具有非靶效应，因为它们作用于与靶分子序列相似的分子。其中，ASON因其剂量大而具有最大的非特异性作用；RNA

12、i的两个副作用最小。22，学习交流PPT，基因敲除，或基因打靶，是一种基于胚胎干细胞技术和同源重组技术的方法。可以在细胞水平上进行以建立新的细胞系，或者在整体水平上建立基因敲除动物，并且可以通过观察个体表型变化来推断体内基因的可能功能。通过基因敲除技术获得的基因敲除动物已经成为研究基因功能最直接有效的方法之一。然而，由于技术条件和成本高的缺点，仅限于小鼠，并且在胚胎阶段消除了靶基因的功能，它可能只反映了部分基因的功能；或者一些重要基因的消除会导致胚胎期小鼠的凋亡，而对各个发育阶段的影响无法检测，这限制了基因敲除技术的应用。与此同时，在许多情况下，结果并不明朗。23，学习交流PPT，敲除小鼠技术

13、，24，学习交流PPT，免疫沉淀技术，25，学习交流PPT，免疫沉淀是基于抗体和抗原之间的特异性作用来研究蛋白质相互作用的经典方法。这种方法的优点是相互作用的蛋白质翻译后都被修饰，环境条件接近自然状态，可以反映体内的相互作用，分离自然状态下的相互作用蛋白质复合物。然而，应该注意的是，有时免疫沉淀的蛋白质不直接相互作用。例如，ElA和p107之间的共沉淀是间接相互作用，这实际上是ElA和p107、p107和细胞周期蛋白A之间直接相互作用的结果。另外，其灵敏度相对较低。26，学习交流PPT，酵母双杂交系统，27，学习交流PPT是一种基于转录重建研究生物大分子相互作用的简单有效的研究方法。它最大的优势在于它可以“钓鱼”蛋白质和相应的基因序列与它的编码产物相互作用，