一种双链DNA芯片在SNP检测中的应用

摘要

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）SNP作为第三代遗传标记，具有数量多、密度大、分布广等特点，可用于疾病基因的定位与克隆、关联分析等，并在疾病的早期诊断、预防和治疗等方面体现重要功能和应用价值。目前SNP的分型检测技术种类繁多，各有利弊，探索和建立准确、快速、高通量的SNP检测方法十分必要。 DNA微阵列由于其平行性、高通量检测等特点，在SNP分型上有很大的优势。然而传统DNA微阵列检测SNP的方法有着杂交效率低、错配识别能力差而导致分型错误率高的缺点，限制了其在大规模SNP分型检测中的应用。如果能够通过设计和改进DNA微阵列的探针结构来提高其杂交效率和特异性，那么DNA芯片技术将在SNP的检测上有更大的应用前景。 本论文从DNA微阵列探针结构方面研究和优化其杂交效率以及错配识别能力，发展了一种引入内错配碱基的公共茎干区发卡结构探针，并将其应用于检测一个冠心病SNP位点。主要内容如下： 1．不同结构的固定化DNA探针的杂交性能比较 比较直链探针（Linear Probe，LP）、普通发卡结构探针（Hairpin structure Probe，HP）和公共茎干区的发卡结构探针（Share-stem hairpin structure Probe，SHP）三种不同结构的探针用于固定化DNA芯片检测时的杂交效率以及单碱基错配识别能力。结果表明，公共茎干区的发卡结构探针（SHP）的杂交能力最强，其杂交结果荧光信号强度最高。其次是直链探针（LP），而发卡结构探针（HP）的杂交能力最差。而它们的错配识别能力，即杂交特异性正好相反。 2．SHP探针结构与杂交性能关系的进一步研究 这部分实验中进一步研究了SHP探针的茎干区长度对其杂交特性的影响，并在此基础上改进和发展出不同结构的SHP探针，同时研究其杂交特性。实验结果证明，引入内错配碱基结构的SHP探针在与靶标杂交时能够获得良好的杂交效率，并且可以通过对正配与错配探针对不同的设计获得较高杂交特异性。 3．将引入内错配碱基的SHP探针对用于一个冠心病相关SNP位点的检测 利用生物信息学筛选出一个冠心病相关基因的功能性SNP，设计引物，从人外周血中提取基因组DNA，扩增包含该SNP位点的DNA片段，同时设计相应的检测SHP探针，对其进行检测，并通过直接测序的方法验证其检测结果。

目录

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第一章 绪论

1.1 单核苷酸多态性

1.1.1 SNP概论

1.1.2 SNP的应用

1.2 SNP检测的方法与技术

1.2.1 SNP的检测原理

1.2.2 SNP的检测平台

1.3 基因芯片技术

1.3.1 生物芯片技术

1.3.2 基因芯片的制备方法

1.3.3 基因芯片的应用

1.4 课题目的和研究内容

1.4.1 课题目的

1.4.2 主要研究内容

第二章 三种不同结构DNA芯片固定化探针的杂交性能比较

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验设备与仪器

2.2.3 探针设计与合成

2.2.4 芯片基底的选择

2.3 实验方法

2.3.1 醛基修饰玻片的制备

2.3.2 芯片制备和预处理

2.3.3 芯片杂交

2.3.4 杂交信号扫描与分析

2.4 结果与讨论

第三章 SHP杂交性能研究与结构改进

3.1 引言

3.2 不同茎干区长度的SHP杂交性能比较

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验方法

3.2.3 结果与讨论

3.3 改进结构的SHP杂交性能研究

3.3.1 实验材料

3.3.2 实验方法

3.3.3 结果与讨论

3.4 引入内错配碱基的SHP杂交性能研究

3.4.1 实验材料

3.3.2 实验方法

3.3.3 结果与讨论

第四章 引入内错配碱基的SHP探针对用于SNP检测

4.1 引言

4.2 冠心病易感基因SNP位点的选取

4.2.1 冠心病概述

4.2.2 氧化低密度脂蛋白受体-1基因

4.2.3 SNP位点的选择

4.3 MSHP探针对用于SNP检测

4.3.1 实验材料

4.3.2 实验方法

4.3.3 结果与讨论

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 工作展望

参考文献

硕士期间发表文章

致谢