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ELISA試劑盒為您解析細(xì)胞遺傳學(xué)工具的演化

    藍(lán)圖，ELISA試劑盒是工程制圖的原圖經(jīng)過(guò)描圖、曬圖和薰圖后生成的復(fù)制品，因?yàn)閳D紙是藍(lán)色的，所以被稱為“藍(lán)圖”。人類基因組也常常被稱為“藍(lán)圖”。從某種意義上說(shuō)，它的確是。基因組包含了構(gòu)建和運(yùn)轉(zhuǎn)細(xì)胞、組織或生物體所需的所有信息。然而，藍(lán)圖是不變的，而基因組卻不是。

    隨著細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂，分化并形成配子，細(xì)胞的遺傳物質(zhì)在不斷變化。有時(shí)是單堿基的變化，有時(shí)卻是大規(guī)模的改變，從小的插入缺失（indel）到大的結(jié)構(gòu)變化，比如倒位、缺失、插入和易位。這一研究領(lǐng)域被統(tǒng)稱為“細(xì)胞遺傳學(xué)”。

    細(xì)胞遺傳學(xué)在一些先天性疾病的診斷中發(fā)揮了重要作用，比如唐氏綜合征（21三體）、慢性粒細(xì)胞白血病（CML）等。核型分析是zui早出現(xiàn)的研究技術(shù)，一直沿用至今。之后研究人員將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用在細(xì)胞遺傳學(xué)中，促進(jìn)了分子細(xì)胞遺傳學(xué)的興起和迅速發(fā)展。如今，我們的選擇更加廣泛，除了熒光原位雜交（FISH），還有比較基因組雜交（CGH）、新一代測(cè)序等。

從核型分析到FISH

    ELISA試劑盒對(duì)有絲分裂中期的細(xì)胞進(jìn)行染色，通過(guò)顯微鏡拍照獲得它們的影像，根據(jù)它們的大小，條紋以及著絲點(diǎn)所在的位置進(jìn)行排列整合，這就是核型分析。經(jīng)驗(yàn)豐富的研究人員可通過(guò)這種技術(shù)來(lái)檢測(cè)大規(guī)模的核型變化，如染色體數(shù)目的變異（非整倍體）、染色體融合，大規(guī)模的插入缺失和易位等。然而，這種方法的度較差，對(duì)于復(fù)雜的染色體異常，或較小片段的缺失重復(fù)，往往難以正確判斷。生物通 www.ebiotrade.com

    熒光原位雜交（FISH）則是細(xì)胞遺傳學(xué)與分子技術(shù)的結(jié)合。根據(jù)DNA雙鏈堿基配對(duì)的原理，設(shè)計(jì)與待檢測(cè)區(qū)域DNA序列互補(bǔ)的單鏈核苷酸序列，并用熒光染料進(jìn)行標(biāo)記，制成檢測(cè)用的探針。將檢測(cè)細(xì)胞/組織的染色體暴露后進(jìn)行高溫變性，使其DNA雙鏈解鏈，再與探針進(jìn)行低溫孵育，使探針與相配對(duì)的染色體序列雜交，zui后在熒光顯微鏡下觀察探針的熒光信號(hào)來(lái)判斷這些探針?biāo)Y(jié)合的染色體區(qū)域是否有突變。

    ELISA試劑盒FISH打破了常規(guī)細(xì)胞遺傳學(xué)分析的諸多限制，讓間期細(xì)胞也能進(jìn)行檢測(cè)，在某些疾病的檢測(cè)方面，檢出率可達(dá)染色體條帶技術(shù)的兩倍，所需時(shí)間也更短，因此成為產(chǎn)前診斷和血液病檢測(cè)中的重要工具。當(dāng)然，目前的FISH探針還有限，單個(gè)探針只能檢測(cè)特定片段的重復(fù)、丟失或重排，而不提供余下基因組的其他信息。因此，在臨床應(yīng)用中，F(xiàn)ISH往往與核型分析一起做。

從芯片到測(cè)序

    如今，為了獲得更高分辨率的結(jié)果，研究人員使用DNA芯片來(lái)產(chǎn)生所謂的“虛擬核型”。這種芯片包含了與整個(gè)或部分基因組雜交的探針，通過(guò)比較每個(gè)探針的雜交強(qiáng)度，細(xì)胞遺傳學(xué)家可確定特定區(qū)域是否缺失或擴(kuò)增。這一類型的分析被稱為基于芯片的比較基因組雜交（array CGH，aCGH）。

    虛擬核型分析在技術(shù)上比傳統(tǒng)核型分析更為簡(jiǎn)單，分辨率也更高。從理論上說(shuō)，aCGH可檢測(cè)到影響單個(gè)探針的拷貝數(shù)改變，但實(shí)際上，研究人員通常設(shè)定閾值，檢測(cè)影響幾個(gè)相鄰探針的改變。

    ELISA試劑盒因不同公司而異，芯片可能包含了檢測(cè)單核苷酸多態(tài)性（SNP）或拷貝數(shù)變異（CNV）的探針，或二者皆有。例如，Affymetrix的CytoScan® HD芯片含有超過(guò)260萬(wàn)個(gè)用于拷貝數(shù)檢測(cè)的探針，其中75萬(wàn)個(gè)為SNP探針，190萬(wàn)個(gè)為非多態(tài)性探針。這樣能夠在單塊芯片上檢測(cè)獲得、丟失、雜合性丟失（LOH）、血緣一致性區(qū)域和單親二體?。║PD），從而實(shí)現(xiàn)高分辨率的DNA拷貝數(shù)分析。

    而Illumina的產(chǎn)品主要關(guān)注SNP檢測(cè)。Illumina創(chuàng)新的Infinium HD技術(shù)允許自由選擇SNP或探針，實(shí)現(xiàn)了基因組的密集均一覆蓋，且能夠靶定高價(jià)值的基因組區(qū)域。從HumanCytoSNP-12 BeadChip芯片的30萬(wàn)個(gè)標(biāo)記物到 HumanOmni5-Quad BeadChip芯片超過(guò)400萬(wàn)個(gè)標(biāo)記物，Infinium HD BeadChip芯片支持了高分辨率的拷貝數(shù)和LOH分析，平均標(biāo)記物間隔低至1 kb。

    此外，安捷倫也提供aCGH芯片，用于基因的拷貝數(shù)檢測(cè)和染色體結(jié)構(gòu)變化檢測(cè)。這種芯片覆蓋全基因組，在包括基因區(qū)域（內(nèi)含子區(qū)、外顯子區(qū)）、基因間區(qū)域以及對(duì)疾病研究極其重要的亞端粒區(qū)域（但不包含重復(fù)序列）的分布大致相同。

    aCGH芯片目前也應(yīng)用在臨床中，以檢測(cè)非整倍體、已知的微缺失或是微復(fù)制綜合征，或其他非平衡性染色體重排。這些多數(shù)為靶向芯片。與全基因組aCGH相比，它僅僅應(yīng)用了已知染色體重排區(qū)域的克隆，常用于出生缺陷、精神發(fā)育遲緩或智能發(fā)育障礙、疑為染色體異常患兒的臨床診斷。

    在當(dāng)今這個(gè)以基因組學(xué)為中心的年代，分子細(xì)胞遺傳學(xué)無(wú)疑還有另外一個(gè)選擇：新一代測(cè)序。倘若測(cè)序深度足夠，對(duì)讀取的密度、位置或間隔的分析從理論上能夠定位結(jié)構(gòu)和拷貝數(shù)變異，并且達(dá)到了近乎核苷酸的分辨率。相比之下，芯片分辨率大抵在kb數(shù)量級(jí)。

    當(dāng)然，這只是理論。新一代測(cè)序?qū)嶒?yàn)中固有的變化使得讀取轉(zhuǎn)化成結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)絕非易事。不過(guò)，目前研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一些策略，包括CNV-seq、ABCD-DNA、CNVnvator和cnvHiTSeq等。去年底，華裔學(xué)者謝曉亮證明了CNV分析可在單細(xì)胞水平開(kāi)展。

    當(dāng)然，在考慮細(xì)胞遺傳學(xué)時(shí)，請(qǐng)記住，實(shí)現(xiàn)這門技術(shù)需要經(jīng)費(fèi)，而獲得經(jīng)驗(yàn)需要時(shí)間。對(duì)某些實(shí)驗(yàn)室而言，初期的投入可能有意義。但對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，外包給專業(yè)機(jī)構(gòu)也許是個(gè)不錯(cuò)的選擇。