本文選題：DNA納米結(jié)構(gòu) + 電化學(xué)��； 參考：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)》2016年博士論文

【摘要】：隨著研究的深入,研究者對(duì)表觀遺傳的認(rèn)識(shí)越來越清楚,表觀修飾在基因表達(dá)、個(gè)體發(fā)育、癌癥發(fā)生、發(fā)展等方面起到了重要作用。其中,研究的最清楚是甲基化胞嘧啶,尤其是在癌癥的檢測(cè)和治療方面,甲基化胞嘧啶已經(jīng)成為了腫瘤診斷的新標(biāo)志物,同時(shí)其在藥效評(píng)估、術(shù)后監(jiān)控等方面的作用也越來越受到關(guān)注。而其去甲基化的中間產(chǎn)物羥甲基胞嘧啶,在去甲基化通路被解析之后,羥甲基胞嘧啶成為了表觀遺傳領(lǐng)域的一顆新星,是神經(jīng)、記憶等領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。然而,利用傳統(tǒng)的研究方法,并不能將甲基化胞嘧啶和羥甲基胞嘧啶區(qū)分開,能將兩者區(qū)分開的方法價(jià)格昂貴,例如色譜-質(zhì)譜聯(lián)用,需要大型的設(shè)備及專業(yè)技術(shù)人員。而納米技術(shù)的發(fā)展,給該領(lǐng)域提供了一種全新的思路,納米材料功能化的電化學(xué)技術(shù)因其簡(jiǎn)單、靈敏、高效、易微型化等特點(diǎn),必將成為DNA甲基化和羥甲基化檢測(cè)的主要方法。本文是利用實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的納米材料功能化的電化學(xué)平臺(tái),檢測(cè)表觀遺傳修飾中的甲基化胞嘧啶及羥甲基胞嘧啶。我們使用了DNA納米材料修飾的金電極平臺(tái)和印刷電極相配的多通道電化學(xué)平臺(tái),分別分析了血清來源的DNA甲基化水平與前列腺癌的關(guān)系及小鼠的多種組織的整體水平上羥甲基胞嘧啶分布情況。具體來說如下:1基于DNA四面體電化學(xué)平臺(tái)的基因甲基化檢測(cè)DNA四面體結(jié)構(gòu),因其精確可控、提高類溶液環(huán)境、提高靈敏度等特性,已經(jīng)被越來越多的應(yīng)用到界面相關(guān)領(lǐng)域。本文依照實(shí)驗(yàn)室積累的方法,將四面體修飾到金電極表面,在其裸露的頂端修飾生物素,之后通過鏈霉親合素的介導(dǎo),將經(jīng)過甲基化特異PCR(MSP)擴(kuò)增產(chǎn)物偶聯(lián)到電極表面,通過電學(xué)信號(hào)反應(yīng)模擬基因特定部位甲基化情況。經(jīng)過對(duì)比,該方法比同類型檢測(cè)基因甲基化的方法檢測(cè)限低了2-3個(gè)數(shù)量級(jí),能檢測(cè)到f M水平的甲基化DNA,同時(shí)在檢測(cè)來自模擬血清中的DNA時(shí),幾乎不受影響。2基于E-MSP電化學(xué)方法的前列腺癌甲基化檢測(cè)前列腺癌是男性中最普遍的疾病,且近些年其發(fā)病及死亡人數(shù)一直在增加。我們利用DNA四面體修飾的電化學(xué)平臺(tái)偶聯(lián)MSP(E-MSP)方法,在篩選的兩種特異基因GSTP1和TNFRSF10D的基礎(chǔ)上,分析了66例病人樣本,并按照判別分析法將病人準(zhǔn)確分類,將疾病患者與正常人,以及癌癥患者與腫大患者區(qū)分,總的準(zhǔn)確率分別為92.4%和82.6%,顯著高于臨床常用的前列腺癌診斷標(biāo)志物PSA,極有可能成為替代PSA的新的診斷標(biāo)志物。3基于多通道電化學(xué)傳感器的全基因組水平羥甲基化檢測(cè)羥甲基胞嘧啶在各種組織來源的基因組的整體水平差異很大,說明了羥甲基化修飾的組織特異性,并展示了基因差異表達(dá)之外的一種可能的調(diào)節(jié)方式。本文利用T4葡萄糖轉(zhuǎn)移酶及化學(xué)修飾,將生物素標(biāo)簽修飾到基因組中所有羥甲基胞嘧啶上,利用DNA抗體將不同組織來源的基因組DNA吸附到印刷電極表面,并分別檢測(cè),并計(jì)算羥甲基胞嘧啶的總體含量。分析發(fā)現(xiàn),羥甲基胞嘧啶在小鼠的腦組織中分布最高,而在癌細(xì)胞系中含量最低,這些結(jié)果與已發(fā)表的結(jié)果十分吻合。4基于多通道電化學(xué)傳感器的基因特定位點(diǎn)羥甲基化檢測(cè)羥甲基胞嘧啶在基因調(diào)節(jié)中的作用越來越清楚,其分布于基因的特定位點(diǎn),因此研究基于特定位點(diǎn)的羥甲基變化是十分必要的。我們利用高釕酸鉀能夠氧化羥甲基胞嘧啶為醛甲基胞嘧啶的特性,同時(shí)結(jié)合硫化方法,在最后的產(chǎn)物中能在羥甲基胞嘧啶存在的位點(diǎn)產(chǎn)生錯(cuò)配,利用T7核酸內(nèi)切酶I識(shí)別錯(cuò)配的能力,在該位點(diǎn)產(chǎn)生切割。同樣利用多通道電化學(xué)結(jié)合印刷電極,分析特定基因的羥甲基化變化,以及這種變化和細(xì)胞分化的關(guān)系。
[Abstract]:In this paper , the methylation of methylated cytosine and hydroxymethyl cytosine has been studied in the field of DNA methylation and hydroxymethylation . In this paper , we have analyzed 66 patients ' samples , and classified the patients accurately according to the discriminant analysis method . The total accuracy rate is 92.4 % and 82.6 % , respectively , and the total accuracy is 92.4 % and 82.6 % .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R737.25;O657.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 Jun Nakamura;Tomokazu Tanaka;Yoshihiko Kitajima;Hirokazu Noshiro;Kohji Miyazaki;;Methylation-mediated gene silencing as biomarkers of gastric cancer:a review[J];World Journal of Gastroenterology;2014年34期

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本文編號(hào)：1830991