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‘千亿体育’所有癌细胞都是一样的吗?并非如此!

发布时间:2021-10-03 18:17:02人气:
本文摘要:所取两个癌细胞并对其基因组展开较为,令人吃惊的是,其基因组不会几乎有所不同,这种基因突变是癌症的一个主要标志,同时也是癌症无法化疗的原因之一。

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所取两个癌细胞并对其基因组展开较为,令人吃惊的是,其基因组不会几乎有所不同,这种基因突变是癌症的一个主要标志,同时也是癌症无法化疗的原因之一。如果肿瘤是由装载有所不同基因组的细胞所构成,那么单一的药物也许无法奏效,但理解细胞的遗传变异也许就能协助临床研究人员研发新型靶向性疗法。

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日前一项公开发表在PNAS杂志上的研究报告中,研究人员在一种塑料设备上捕捉了单一的癌细胞,萃取其DNA并且绘制出有了其序列图谱,研究者利用光学标测(opticalmapping)技术获取了癌细胞基因组的大规模信息,这种技术的工作原理就样子一张世界地图,上面有森林、湖畔和山脉,但没像道路、房屋和小城市这样的细节信息。通过较为单一细胞的光学图谱和普通人类细胞的参照图谱,研究人员就需要确认其之间的差异,这些信息就需要说明了肿瘤内部的基因组异质性,甚至需要阐述细胞是如何进展沦为肿瘤的。

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对单一细胞中的DNA展开光学图谱绘制必须四个步骤,1)首先捕捉细胞并借此萃取长链DNA;2)利用荧光染料对DNA片段展开染色;3)冷却DNA分子,依据DNA序列的有所不同,染料不会在某些地方比其它地方的附着性更佳一些,这就不会在DNA分子上留给条码样的图谱;4)最后在显微镜下对分子展开剪切和光学,并且加载“条形码”。研究者研发了一种低成本的塑料装置,其能统合上述四个步骤,步骤如下图。“条形码”的工作原理就样子一个指纹一样,其能辨识与DNA分子密切相关的基因组部分,甚至需要说明了光学的DNA分子和参照基因组之间的差异。

测序vs光学标测那么为什么要用于光学图谱而不是常规的DNA测序技术呢?传统的DNA测序方法具备对单一碱基对的分辨率,也就意味著其需要辨识出有DNA分子中的每个碱基对,因此如果有充足材料的话,研究者就能在几天内对人类细胞中约60亿个碱基对展开仅有基因组测序,但要对人类基因组的单一拷贝展开测序毕竟一项挑战,这也是研究人员必须从单一细胞的研究中开始的。研究人员必须面对的一个挑战是传统的DNA测序方法必须多个基因组拷贝,由于每个细胞中只有一个基因组拷贝,因此第一步就是将细胞中的基因组拷贝多次,这就是所谓的DNA扩充,但是拷贝过程中就不会有时候再次发生错误,从而使得结果模糊不清。

另外一项挑战就是DNA分子的每一个副本都会被随机切割成更加小的片段,即只有几百个碱基对宽的片段,然后对这些片段展开测序,随后研究者再对序列展开装配使其沦为一个原始的基因组。目前研究者很难检测到基因组结构上的变化,比如反复模式、基因片段的放入或缺陷,正是这种结构信息可能会对于后期研究者研发癌症疗法有效地。最少从理论上来讲,有一种更加有效地的方法来加载DNA序列,光学标测(opticalmapping)技术就需要胜任这项工作,其需要为长达100万个碱基对的DNA分子序列获取一个粗略的“指纹”,这比DNA测序的短加载长度要唱的多,而且还防止了DNA测序所必须的扩充步骤。这种宽片段就能使得检测结构变化沦为有可能,这些结构变化从几千碱基对到几百个碱基对平均,通过DNA测序就需要检测到较小的转变。


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