本文選題：DNA納米結(jié)構(gòu) + 電化學(xué)　； 參考：《中國科學(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)信號反應(yīng)模擬基因特定部位甲基化情況。經(jīng)過對比,該方法比同類型檢測基因甲基化的方法檢測限低了2-3個(gè)數(shù)量級,能檢測到f M水平的甲基化DNA,同時(shí)在檢測來自模擬血清中的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,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】：中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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：1830991