基因与检测ppt课件

基因与人体的奥秘,1,基因与检测,上海大学通识课基因与人体的奥秘,第一讲,2,3,4,内 容 概 要,什么是基因,二 人类基因组计划,四,基因检测与应用,人类基因组探秘,三,一,5,一、什么是基因,6,孟德尔做杂交的七对豌豆性状,这些性状有规律地分离、组合,遗传因子的发现,孟德尔,7,摩尔根1866-1945,基因在染色体上！,8,1953年，美国的詹姆斯沃森和英国的弗朗西斯克里克，提出了DNA分子的双螺旋模型。,9,人类基因组计划,基因组：是存在每个细胞核里的所有基因的集合。,人类基因组大小：31亿对碱基,人类基因组计划预算：30个亿,美国国立卫生研究院（NIH）与美国能源部共同主持（1990年）,10,人类基因组草图绘制,“三级粉碎法”,一级粉碎,二级粉碎,三级粉碎,可测序片段,*,* 遗传标记物,11,“鸟枪法”,JCraigVenter 克雷格温特,12,后基因组时代,1990-2006年，斥资30亿，完成“人类基因组计划”，人类基因的数目约为3-4万。,后基因组工作推进生物工程技术、医药等相关科学领域的发展,13,人类基因组探秘,14,决定性别的基因,“为什么女人不能多像男人一点”,XOOY,XXXY,女性,胚胎致死,1990年，发现Y染色体上SRY基因,15,决定身高的基因,2007，发现HMGA 2（3.4万人的调查）,2008，发现20个新基因共同可以导致 6厘米的差异（30万人的调查）,2014，ITM2A，X染色体上的基因,16,肥 胖 基 因,BMI：体重（公斤）/身高（米2）,23 超重25,Ob基因，在吃不胖的老鼠分离出的基因,MC3R/MC4R，对88名肥胖儿童的研究,FTO等位基因，突变一个拷贝肥胖几率高出30%，突变两个拷贝肥胖几率高出70%。,（体质指数）,17,辨别气味的嗅觉基因,2007，美国杜克大学，OR7D4基因决定人对汗味的敏感,2008，敲除果蝇的Or83b气味基因后生存能力较差,人类约有1000多个与嗅觉相关的基因,18,控制人类生物钟的基因,家族超期睡眠状态综合症,hPer2基因发生突变,Clock基因与BMAL-1，一起生理节律开关作用,19,与智力相关的基因,1998，检测IQ分数160左右的青少年，IGF2R突变常见。,2012，100个研究所的超过200名科学家组成的团队，对21151健康人进行研究，发现HMGA2 的T被C替代，脑容量变大，该基因被称为“智力基因”。,2008, 针对7000名7岁儿童的研究，确认了6个IQ相关的基因。6个基因对智力差异的影响不超过1%。,20,所有疾病都与基因相关,1.各种遗传病2.癌症3.老年痴呆4.心血管疾病5.精神疾病6.糖尿病,21,基因决定命运？,爱德华威尔逊和他的著作,1975，美国生态学家爱德华威尔逊提出，人的行为不都是后天教导的结果，也要受到基因的影响。,1996，以色列与美国都发现了DRD4基因影响性格,美国科学家托马斯布沙尔的研究表明，性格的决定一半归功于基因，一半是环境。,22,130个著名遗传学家联合谴责著名科学记者韦德最近出版的一本畅销书，反对该书提出的新人种划分方法，并提出人种的遗传学差别对全球经济、政治和社会具有重要影响。,遗传的麻烦,根据地区将人分为不同的群组：,非洲、东亚、欧洲、中东和美洲太平洋岛屿5个大类,23,从基因看人生？,60岁老年痴呆,40岁脱发,The end！,24,四、基因检测,“My medical choice”,BRCA1基因缺陷,“作为具有完全行为能力的成年人，如果你选择检测自己患阿尔茨海默病的风险，这是你的权力；但如果你不想知道，也没有人会强迫你”,deCODEme公司卡里斯特凡松,25,基因组的检测,基因表达的检测,全基因组的测序,已经功能的多个基因位点的检测,转录水平的检测,蛋白水平的检测,单个基因位点的检测,26,第一代测序技术,Sanger 测序法,全基因组的测序,双脱氧法,27,序列拼接,ATCGGAXXXXXTATCGGAXXCATCGGAXXXXXXTATCGGAXCATCGGAXXXXAATCGGATATCGGAXXXA,ATCGGATCCAATT,28,第二代测序技术,测一个人的基因组花费30万-100万美金,全基因组的测序,（焦磷酸测序法）,29,第二代测序技术的高通量测序,全基因组的测序,英国首个将基因测序技术应用于医疗,30,特定的基因位点的检测,2007,1000美金,100万个SNP（个体遗传密码存在差异的位点）筛查,20多种疾病,31,23 and meDecode meNavigenic,Francis S. Collins,国际人类基因组计划”的首席科学家，美国国立卫生研究院（NIH）的院长,399美元,985美元,2499美元,1.型糖尿病2.老年性黄斑变性2.凝血药物：香豆定3. 前列腺癌风险4. 其他医学非医学特征,面临的疾病风险：,32,500多种单基因遗传病可明确诊断,包括家族性高胆固醇血症、肥厚性心脏病、扩张性心肌病、Q-T间期延长综合症、地中海贫血、血友病、唐氏综合症、脆性X综合性、囊性纤维症、镰刀状细胞贫血等均可以通过基因型分析明确诊断。,33,生物芯片,生物芯片技术是通过缩微技术，根据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。,基因芯片蛋白芯片细胞芯片组织芯片,34,基因芯片,荧光的强弱判断基因的表达强弱,一个微点对应一个表达基因,基因芯片(Gene Chip, DNA Chip)，又称DNA微阵列(DNA Micorarray)，是指按照预定位置固定在固相载体上很小面积内的千万个核酸分子所组成的微点阵阵列。用标记了荧光DNA与之作用，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，分析DNA探针与被检测DNA的相互作用。,35,基因芯片的应用,疾病的诊断与预后判断,基因芯片可检测流感病毒株,满足更多患者配型的需求,等等,基因芯片在基因水平上筛选新药,36,蛋 白 芯 片,蛋白质芯片的定义,：蛋白质芯片,又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是,指以蛋白质分子作为配基,将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标,记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，,洗去未结合的成分，,经荧光扫描等检,测方式测定芯片上各点的荧光强度，,来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相,互作用关系,蛋白质芯片的定义,：蛋白质芯片,又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是,指以蛋白质分子作为配基,将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标,记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，,洗去未结合的成分，,经荧光扫描等检,测方式测定芯片上各点的荧光强度，,来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相,互作用关系,蛋白质芯片的定义,：蛋白质芯片,又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是,指以蛋白质分子作为配基,将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标,记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，,洗去未结合的成分，,经荧光扫描等检,测方式测定芯片上各点的荧光强度，,来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相,互作用关系,蛋白芯片：是指以蛋白质分子或抗体作为配基，将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或者其它分子与之作用，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相互关系,37,蛋白芯片检测的分子类型,1.抗原-抗体,2.蛋白-蛋白,3.特异的核酸序列,4.酶与底物,5.蛋白与受体,38,蛋白芯片的应用,奥运兴奋剂检测：,1.检测数量第一2.赛期检测最多3.检测范围最广4.检测速度最快5.最有震慑力的措施：样品保存8年6.兴奋剂安保中心级别最高7.投入基金最多,蛋白芯片成为反兴奋剂 斗争中有力的武器,39,蛋白芯片的应用,早期诊断心肌梗死,可“筛”出残留兽药,检测自身免疫性疾病,帮助寻找过敏原,40,记忆能够移植吗？,1996，美国国防部军事生理研究中心，将运动能手大脑信息复制到芯片植入美洲棕熊大脑，棕熊学会游泳。,1999，美国一名体操运动员输出记忆给一名因车祸大脑平衡器损伤的中学生，中学生能做空中翻滚动作。,期待：将来将记忆生物芯片植入老年痴呆症患者，变为正常人。,41,芯片植入人体挽救伤兵性命,2007，美科学家研制了米粒大的人体植入芯片，可自动检测健康信息并提供医疗建议。,美国国防部