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Science子刊:消除測序偏好的有效方法

2016-03-18 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:浙江大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究人員在CellReports雜志上發(fā)表了一項單細胞mRNA-seq研究?;虮磉_變異是小鼠胚胎干細胞(ESC)的一個(gè)重要特征,但人們一直不清楚這背后的具體原因。

  為了跟蹤免疫系統激活后的抗體生成情況,研究人員對攜帶抗體生產(chǎn)指令的mRNA進(jìn)行了測序分析。“近年來(lái)測序技術(shù)取得了很大的進(jìn)展,測序速度顯著(zhù)加快,測序成本大幅下降。然而目前的測序方法并不適合分析抗體RNA,”領(lǐng)導這項研究的SaiReddy教授解釋道。機體產(chǎn)生的抗體種類(lèi)非常多,測序抗體RNA需要很高的靈敏性和準確性。

  Reddy及其同事創(chuàng )建了一個(gè)使用基因條碼的控制系統,對RNA測序進(jìn)行補充和完善。這個(gè)系統與計算機分析結合起來(lái),大大提升了RNA測序的精確性,消除了人為引入突變和RNA分子相對濃度的干擾。“通過(guò)這種方式我們能夠去除超過(guò)98%的測序錯誤,”Reddy實(shí)驗室的博士后TarikKhan說(shuō)。

  研究人員將自己開(kāi)發(fā)的體系命名為分子擴增指紋(MAF)。他們在PCR擴增之前給每個(gè)RNA分子隨機打上獨一無(wú)二的“條碼”。他們還在擴增過(guò)程中添加另一種條碼,以記錄PCR擴增的偏好。計算機分析可以通過(guò)這些條碼將原始抗體RNA與測序中發(fā)生突變的分子區分開(kāi),還能夠確定抗體RNA原本所占的比例。

  這項研究為人們展示的抗體測序方法,適合多種免疫學(xué)研究。Reddy正在與多家制藥公司合作,把這一方法用于抗體藥物疫苗的開(kāi)發(fā)。“我們的技術(shù)可以精確反映HIV感染者體內的免疫應答過(guò)程,”Reddy教授指出。“過(guò)去人們只能發(fā)現免疫應答中豐度較高的抗體,測序可以準確快速的鑒定那些罕見(jiàn)抗體。”蛋白質(zhì)分析需要抗體達到較高的濃度,無(wú)法檢測疾病早期產(chǎn)生的少量抗體分子。這項研究中的測序方法有望幫助人們盡早診斷出癌癥和自身免疫疾病。

  新一代測序技術(shù)在爆炸式發(fā)展的同時(shí),也衍生出許多其他技術(shù)創(chuàng )新。RNA深度測序(RNA-Seq)就是其中之一,這項技術(shù)使我們對細胞發(fā)育及其調控機制的理解,達到了前所未有的深度和廣度。那么RNA測序究竟可不可靠呢?

  由美國FDA牽頭的測序質(zhì)量控制(SEQC)項目對RNA測序的準確性、可重現性和信息含量進(jìn)行了綜合性評估。其初步調查結果發(fā)表在2014年09月的NatureBiotechnology雜志上,石樂(lè )明教授是這篇文章的通訊作者之一。研究人員用RNA參照樣本在全球多個(gè)實(shí)驗室的IlluminaHiSeq、LifeTechnologiesSOLiD、Roche454平臺上進(jìn)行檢測,主要評估RNA測序在接頭區域和差異性表達譜中的表現,并將其與芯片和定量PCR(qPCR)進(jìn)行比較。研究表明,數據分析的算法會(huì )對RNA測序產(chǎn)生很大影響,不同算法生成的轉錄本數據存在很大差異。

  浙江大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究人員在CellReports雜志上發(fā)表了一項單細胞mRNA-seq研究?;虮磉_變異是小鼠胚胎干細胞(ESC)的一個(gè)重要特征,但人們一直不清楚這背后的具體原因。研究人員通過(guò)分析小鼠胚胎干細胞發(fā)現,這些細胞表現出的異質(zhì)性是血清培養造成的。他們在其中鑒定了高度變異的基因簇,以及獨特的染色質(zhì)狀態(tài)。研究顯示,雙價(jià)基因(bivalentgene)更容易出現表達變異。進(jìn)一步研究表明,無(wú)血清培養可以減少小鼠ESC的異質(zhì)性和轉錄組變異。這意味著(zhù),細胞內的網(wǎng)絡(luò )變異大多是細胞外的培養環(huán)境造成的。

  在生物學(xué)中,位置信息是很重要的。mRNA是活躍基因的功能性拷貝,它們在活組織中的定位,往往與細胞和組織的生長(cháng)發(fā)育調控有關(guān)。以往人們要磨碎細胞才能同時(shí)分析多個(gè)mRNA,但這樣就無(wú)法了解mRNA在細胞中的定位。哈佛醫學(xué)院Wyss研究所的科學(xué)家們解決了這個(gè)問(wèn)題。GeorgeMChurch和JeHyukLee領(lǐng)導團隊開(kāi)發(fā)了熒光原位RNA測序(FISSEQ)技術(shù),該技術(shù)可以在固定的細胞和組織中,獲得全基因組范圍的基因表達圖譜。

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